Sq电流系午前午后不对称性现象的来源

太阳静日变化Sq是地球变化磁场的基本组成部分,Sq的特征反映电离层的电性质和高层大气的潮汐特性.研究Sq的变化特性,能够加深对电离层\|热层耦合的认识.准确分离出Sq,为计算地磁指数（如Dst、Kp和AE等）以及空间天气的准确预报提供必要信息.本文利用地磁观测数据,重点分析了北半球Sq形态及其午前午后不对称现象、Sq日变幅的变化特征、不同纬度地区日变幅与太阳天顶角的相关性的差异.研究表明低纬电流系和高纬电流系是引起Sq形态变化的重要来源,也是各种不对称性的主要起因.     

Sq等效电流在太阳活动周中的分析研究

Sq电流体系的产生与太阳密切相关,太阳的活动情况会对Sq电流体系造成直接的影响.本文应用1996年至2006年(第23太阳周)INTERMAGNET地磁台网以及中国地震局地球物理研究所国家地磁台网中心的全球地磁场观测数据,通过球谐分析的方法建模,对11年期间每月Sq内外源等效电流体系进行分离,分析Sq内外源等效电流在太阳活动周中的变化情况.结果表明,Sq内外源等效电流强度与太阳黑子的变化具有较高的相关性和一致性,内外源等效电流强度在太阳活动高年期间明显大于其在太阳活动的上升年和下降年期间的强度;Sq内外源等效电流焦点的纬度变化与太阳活动没有显著的一致性;Sq内外源等效电流强度的季节效应在太阳活动的高年和低年具有显著的差别,太阳活动高年期间等效电流强度在分点季节最大,而在其他年份南北半球的等效电流强度都是在各自半球的夏季达到最大.     

外源S_q等效电流体系电流涡中心电流强度与太阳活动关系

本文选取了INTERMAGNET地磁台网2001年到2012年的地磁数据,对其进行世界时(UT)到地方时(LT)的转换后利用自然正交分量法(NOC)从所选资料中提取出太阳静日变化Sq成分,再通过球谐分析方法建立模型分离内、外源Sq成分,逐日反演出内、外源Sq等效电流体系,并得到外源Sq等效电流体系南北电流涡中心电流强度.本文将外源Sq等效电流体系南北电流涡中心电流强度与同一时期的Dst指数进行了对比分析,研究表明它们之间具有同步变化的规律,且北半球电流涡中心电流强度在磁暴发生时的异常现象远高于南半球.对F10.7cm太阳射电流量与外源Sq等效电流体系南、北半球电流涡中心电流强度的长短周期分析发现,Sq等效电流表现出明显的11年周期特点,与太阳活动周期一致.外源南、北半球电流涡中心电流强度和F10.7cm年均值的相关系数分别达到了0.93和0.90,说明太阳活动是导致外源Sq电流体系变化的最直接也最主要的因素,这可能与电离层电导率受控于太阳的电磁辐射相关.     

中国东部地区地磁台站链Sqsub>(H)的季节变化

本文利用中国东部沿120E经度线附近纬度均匀分布的十个地磁台站地磁静日变化水平分量的资料和主分量分析法,给出了详尽的Sq(H)季节变化随纬度分布的剖面及Sq电离层等效电流体系视焦点纬度.分析表明,Sq(H)中2的变化,主要由于电离层中等效电流体系对称轴偏离地磁轴引起的.      

地磁静日变化场Sq的逐日变异性

本文给出地磁静日变化场垂直和水平分量的幅度、相位及产生Sq的上空电流体系的视焦点纬度的逐日变化现象的初步统计结果,为进一步研究这一逐日变异性提供基本事实根据。     

汶川8.0级地震前地磁低点位移与内外源S_q等效电流体系关系的研究

本文利用球谐分析方法构建内外源Sq等效电流体系反演模型,对2008年汶川8.0级地震前的4月24日及5月9日两次地磁低点位移日前后共10日的内外源Sq等效电流体系进行逐日反演,并结合Dst磁暴指数分析研究地磁低点位移和电流体系之间的关系。研究发现:低点位移发生当日内外源等效电流体系南北半球电流涡中心强度都有减小的趋势,且内源场减小的幅度更大。低点位移发生日内源等效电流体系电流涡中心可能会发生纬向偏移现象。     

Sq内外源电流体系中国地区变化特征

利用球冠谐分析法对2009年我国35个绝对观测地磁台站的Sq太阳静日变化进行内外源场分离,反演得到三个劳埃德季节(冬季D,分点E,夏季J)相应的内、外源等效电流体系,结果表明Sq外源电流体系在该区域D、E、J三个季节的电流涡中心强度分别为56.2 kA、137.7 kA、137.9 kA,电流涡中心位置的地方时由冬季的1124LT前移至夏季的约1030LT;Sq内源电流体系在该区域D、E、J三个季节的电流涡中心强度分别为21.1 kA、63.4 kA、72.7 kA,电流涡中心位置的地方时由冬季的1100LT前移至夏季的约1000LT.     

天祝台阵地电场季节变化及其两种影响因素分析

地电场是联系空间Sq电流体系、 地球表面电流和内部电流活动的地球物理量, 它包含了空间电流系变化产生的大地电(流)场和区域环境变化等引起的自然电场。 通过研究青藏高原东北缘的天祝台阵5个固定地电场台站连续10年观测数据, 得出该区域地电场变化具有明显的366±(<1) d周期。 且大地电流矢量方向有明显的季节变化, 每半年改变一次方向, 方向变化时间一般为每年4月和9~10月; 大地电流矢量的强度变化也具有周期性。 通过建立简单模型进行定量化分析, 认为地电场季节变化主要受到Sq年变和区域气候环境的耦合作用, 主要依据为地电场长趋势变化与电离层Sq电流年变化趋势吻合。 基于区域性气候、 冻融深度等季节性变化模型开展计算, 认为气温导致了地下浅层介质电性结构、 电极附近电位方向的变化, 影响了地电场的长趋势变化。 本文结果有助于认识超低频地电场年变周期特点及其原因, 并探索其应用前景。     

汶川8.0级特大地震前的地磁垂直分量日变ldquo;双低点rdquo;异常l

2008年5月9日,我国有13个地磁台（纳入国家地磁台网中心的台站）地磁垂直分量日变形态出现ldquo;双低点rdquo;异常．这些台站在空间上大致呈交汇的3个条带分布,其交汇处位于四川西部．异常出现3天后的5月12日,正好在四川西部的汶川发生了8.0级特大地震．地磁垂直分量日变ldquo;双低点rdquo;是客观存在的一种区域地磁异常现象．其成因可能是产生地磁静日变化Sq的外空涡旋电流体系发生变化,或可能是产生地磁静日变化的内源感应涡旋电流体系与外源涡旋电流体系产生数小时的滞后所引．地磁垂直分量日变ldquo;双低点rdquo;异常与地震的关系,可能是前者反映了地球深部地震孕育状态的加速变化.      

地磁Z分量日变"低点位移"异常成因分析

本文基于对地磁Z分量日变"低点位移"异常和太阳静日变化内外源场等效涡旋电流体系时空演化特征的分析,提出了"电磁炉效应"假说,以解释地磁Z分量日变"低点位移"异常的成因.本文认为,起源于地球内部和外部涡旋电流体系所产生的太阳静日变化Sq,作为一个持续的交变磁场,切割地壳深部的高导低速层,形成涡旋电流并产生热能,致使高导低...     

Sq电流体系的反演与地磁日变模型的建立

地磁场的标量位满足拉普拉斯方程.在球坐标系中,拉普拉斯方程的解可以写成球谐级数的形式.借助球谐分析的方法,地磁场可以被分为起源于地球内部的内源场和起源于地球外部的外源场.本文的内容主要包括:(1)阐述了利用球谐分析来反演Sq电流体系的方法.反演了1997年各月的Sq空间等效电流体系,并重点分析了南北半球Sq空间等效电流体系的位形和强度随季节的变化情况.(2)基于1997年的地磁观测数据建立各月静日期间中国地区地磁日变随纬度和AE指数变化的模型.将模型的计算结果与地磁台站的观测数据进行了对比分析.     

汶川8.0级特大地震前的地磁垂直分量日变"双低点"异常

2008年5月9日,我国有13个地磁台(纳入国家地磁台网中心的台站)地磁垂直分量日变形态出现"双低点"异常.这些台站在空间上大致呈交汇的3个条带分布,其交汇处位于四川两部.异常出现3天后的5月12日,正好在四川西部的汶川发生了8.0级特大地震.地磁垂直分量日变"双低点"是客观存在的一种区域地磁异常现象.其成因可能是产生地磁静日变化Sq的外空涡旋电流体系发生变化,或可能是产生地磁静日变化的内源感应涡旋电流体系与外源涡旋电流体系产生数小时的滞后所引起.地磁垂直分量日变"双低点"异常与地震的关系,可能是前者反映了地球深部地震孕育状态的加速变化.     

基于地电场的裂隙水主体渗流方向两种计算方法及意义

地电场是重要的地震前兆物理场,其观测数据包含了自然电场、大地电场和干扰成分.自然电场源于地下介质的物理、化学过程,通常具有相对稳定性;大地电场则来源于空间电流和潮汐力,较稳定的日变形态主要表现出TGF-A、TGF-B两种波形.依据地电场的潮汐机理,邻近大水域的场地,潮汐力作用于岩石裂隙,易使裂隙水周期性渗流,产生周期性过滤电场,形成TGF-A波形地电场;空间Sq电流在地表的感应电场易引起裂隙水周期性渗流,进而产生大地电流场,使地表出现TGF-B波形地电场.以层状介质为例,设上层介质电阻率为p1,厚度为h1;水渗流层的电阻率为ρ2,厚度为h2;下层是不导电介质.     

二维电离层发电机理论模式及其初步应用

在地理坐标系下推导出二维电离层发电机理论方程,采用逐线迭代法求解得到全球二维电离层发电机电流函数,进而得到电离层发电机电流和电场.模式中使用的电导率是根据外部经验模式给出的背景大气和电离层参数,采用理论公式计算得出;输入的中性风场和磁场分别由HWM93和IGRF2000模型给出,该电离层发电机理论模式很好地给出了全球Sq电流形态及电离层E层发电机电场的基本特征.利用该模式研究了外部模式风场以及地磁场随高度的变化对模拟结果的影响,发现在90~180 km高度上,风场随高度变化对电流影响较大,而地磁场影响较小;重点模拟研究了地磁平静时期,Sq电流涡旋中心位置和总电流强度的变化规律,初步研究发现,电流中心位置在地理纬度±30°附近,不同的地方时电流随地磁纬度线平行移动,且南北半球两个电流涡中心电流强度之和变化不大.分析发现这种规律与发电机高度上的磁场总强度及地磁倾角的全球分布有很好的相关性.     

1998年5月磁暴磁层电流体系的地磁效应分析

低纬度地区地磁场的短时变化主要由以下电流体系产生:电离层发电机电流(IDC)、对称环电流(SRC)以及由部分环电流和Ⅱ区场向电流及其电离层回路组成的内磁层三维电流体系(PRFI).此外,由Ⅰ区场向电流及其电离层回路组成的电流体系(FACI)所产生的低纬地磁场也是不可忽略的.本文针对1998年5月1-6日的大磁暴,首先利用多个同子午线台站对的数据分离并消去由IDC电流产生的Sq场.然后,通过线性建模分离其他电流体系产生的磁场成分.结果表明:(1)发生在5月1-6日的磁暴可以分为两个过程,PRFI和FACI电流体系在1-3日不明显,在4-5日伴随着亚暴强烈发生.(2)SRC的变化情况在第一阶段同Dst指数相似,在第二阶段明显滞后于Dst指数.(3)在5月4-5日,PRFI在SRC之前增强,随着PRFI和FACI的恢复,SRC开始增强.这一结果为我们了解环电流和场向电流的形成以及它们的关系提供线索.     

地磁静日变化预测方法研究

地磁观测中及时了解地磁场日变化的扰动情况,可以帮助人们及时判断数据的可靠性,识别观测中的异常.研究地磁静日变化的预测方法在地磁观测数据分析处理中具有应用意义. 地磁日变化主要包含了地球外部空间电离层和磁层电流体系的变化信息,有静日变化和扰日变化之分.通常情况下人们利用每月中的5天静日变化的平均作为当月的Sq变化的估计.     

中国地区地磁垂直分量日变幅的空间分布及高空电流体系焦点位置的移动

本文利用我国部分台站地磁垂直分量日变幅的资料,采用局部地区日变场的分析方法,研究了地磁垂直分量日变幅在中国地区的空间分布特征.结果表明,在局部地区地磁日变场的研究中,考虑经度影响是必要的,本文所用方法是适宜的;结果还表明,垂直分量日变幅的空间分布呈现出明显的季节变化、逐月变化及逐日变化性.若粗略地把磁静日垂直分量日变幅极大值所处的纬度视为 Sq 高空电流体系的焦点所对应的纬度,则此焦点纬度夏季最高,冬季最低,春秋季居中,并显出明显的逐月及逐日变化性,在相邻的两个静日,焦点纬度的变化可达几度.      

中国地区地磁静日变化场Sq（H）时空分布特征

利用中国地震局“十五”数字化地磁观测台网资料,分析了中国地区水平磁场静日变化场Sq（H）的时空分布特征,得出以下结论：Sq焦点的空间运行轨迹为：春秋季大致沿泉州贵阳一西昌一拉萨一狮泉河这样一个略倾斜于地磁赤道的条带运动,冬季倾斜条带北移约5°～10°;Sq（H）变幅由南北两侧向焦点方向递减;此外,相对于春秋季而言,冬季Sq焦点到达时间明显滞后,在中国境内的空间运行时间明显缩短。     

表达太阳粒子辐射时间变化的地磁活动指数(作为研讨其他地球物理场的相关性之用)

一、引言磁照图提供了在电离层中电流变动的情况,这种变化可分成两大类,通常把它作为两种太阳的离化辐射的作用。 (1)W(波Wave)辐射。仅仅作用于地球的向阳部分 (2)P(粒子Corpuscular)辐射。主要是作用在极光带,可以达到地球的黑夜部分。 W辐射效应主要与下列现象相联系; 磁静日的日变化;Sq和L。这些日变化由于强烈的太阳喷发后多余的辐射所引起的临时     

自然正交函数法在S_q场分析中的应用

本文简单介绍了用自然正交函数法分析Sq场的有效性。通过用这种方法对北京台1965年夏至附近地磁静日资料的分析表明,基底函数φ_hi收敛迅速,仅第一特征向量就集中了资料信息量的95％以上,因此可以用第一特征向量及相应的系数研究Sq场的特征。