2008年1月5日磁层亚暴期间磁尾近地重联事件的THEMIS观测与分析

本文主要应用THEMIS卫星的磁场和等离子体流观测数据,分析了2008年1月5日08∶51~08∶57 UT亚暴膨胀相期间磁尾的一个近地重联事件.在亚暴膨胀相期间,地面的全天空成像仪清楚地记录到了极光的极向扩展,THEMIS的P5卫星在地球同步轨道附近观测到了磁场的偶极化现象.在亚暴膨胀相末期的08∶51~08∶57 UT期间,P3(X_GSM~-9.12R_E) 和P4 (X_GSM ~-9.40R_E) 同时观测到了一对方向相反的高速等离子体流.这对方向相反的高速等离子体流是由磁尾的重联现象所引起.重联的位置被估计位于X_GSM ~-9.12R_E 和X_GSM~-9.40R_E之间较小的空间范围内.并且,在重联位置的两侧,重联的Hall效应被P3和P4两颗卫星观测到.因此,这一磁尾重联事件发生在距离地球非常近的空间范围内.     

近地磁尾重联中哨声波和Hall磁场的Cluster观测

在2001～2003年Cluster飞船通过近地磁尾期间,共探测到14次重联事件,在这些事件中同时还观测到等离子体波活动.本文把14次事件分为三大类,其中：第I类包含了8次事件,它们是在等离子体片内先于重联事件观测到波活动,并且还同时观测到Hall磁场.经过分析判断,这类事件中观测到的波是右旋偏振的哨声波.第II类包含了2次事件,这类事件也观测到了Hall磁场和右旋偏振的哨声波.第Ⅲ类也包含了2次事件,这类事件只是普通的重联事件,没有观测到Hall磁场,但是波活动明显先于重联事件.在我们观测的14次事件中,比较强烈的哨声波和Hall 磁场是一一对应的,因此哨声波可能主要是在Hall磁场的四极结构区激发的.     

磁尾宽频带静电噪声的一种新的激发机制

本文提出了磁尾宽频带静电噪声强谱段的一种新的激发机制。在等离子体片边界层中存在着瞬时的局域性的晨昏电场。电子和离子对该电场的响应不同:在电场存在的区域内,电子作回旋漂移运动,而离子轨道在的时间尺度内可视为直线。由于等离子体片边界层中等离子体是非均匀的,这就导致了电荷分离的产生,从而可激发静电不稳定性。本文通过求解含电场的Vlasov方程,计算了由此产生的不稳定波的频率和增长率,考察了波矢方向。上述计算结果均与强谱段静电噪声的观测特征一致。     

磁尾宽频带静电噪声的一种新的激发机制

本文提出了磁尾宽频带静电噪声强谱段的一种新的激发机制。在等离子体片边界层中存在着瞬时的局域性的晨昏电场。电子和离子对该电场的响应不同:在电场存在的区域内,电子作回旋漂移运动,而离子轨道在的时间尺度内可视为直线。由于等离子体片边界层中等离子体是非均匀的,这就导致了电荷分离的产生,从而可激发静电不稳定性。本文通过求解含电场的Vlasov方程,计算了由此产生的不稳定波的频率和增长率,考察了波矢方向。上述计算结果均与强谱段静电噪声的观测特征一致。     

亚暴膨胀相近磁尾位形不稳定性模型Ⅱ.中磁尾等离子体流与近磁尾亚暴活动的关系

在单流体MHD近似下,研究了有背景等离子体流存在时的近磁尾位形不稳定性．分析表明,等离子体地向流使两支漂移气球模DBM1和DBM2的不稳定增长更快．与卫星观测资料对比显示,诸多的观测观象与本模型的预言一致．这个结果对中磁尾磁场重联及高速等离子体流与亚暴膨胀相在近地触发之间的关系给出了新的解释．     

亚暴膨胀相近磁尾位形不稳定性模型Ⅱ.中磁尾等离子体流与近磁尾亚暴活动的关系

在单流体MHD近似下，研究了有背景等离子体流存在时的近磁尾位形不稳定性．分析表明，等离子体地向流使两支漂移气球模DBM1和DBM2的不稳定增长更快．与卫星观测资料对比显示，诸多的观测观象与本模型的预言一致．这个结果对中磁尾磁场重联及高速等离子体流与亚暴膨胀相在近地触发之间的关系给出了新的解释．     

亚暴膨胀相近磁尾位形不稳定性模型Ⅱ.中磁尾等离子体流与近磁尾亚暴活动的关系

在单流体MHD近似下，研究了有背景等离子体流存在时的近磁尾位形不稳定性．分析表明，等离子体地向流使两支漂移气球模DBM1和DBM2的不稳定增长更快．与卫星观测资料对比显示，诸多的观测观象与本模型的预言一致．这个结果对中磁尾磁场重联及高速等离子体流与亚暴膨胀相在近地触发之间的关系给出了新的解释．     

CSES卫星观测的赤道电集流特征

本文利用2018年8月到2019年12月期间我国张衡一号电磁监测试验卫星(CSES)所观测的地磁数据,反演了赤道电集流(EEJ)电流密度的纬度剖面;通过选取的4729个清晰的EEJ事件,分析了在地方时(LT)14:00附近的EEJ特征.研究结果表明：在地磁平静期间,CSES卫星观测的EEJ电流密度的峰值位于磁赤道附近,其平均幅度约为27 mA·m^-1.该幅度小于CHAMP和Swarm卫星的观测结果,这与2018—2019年期间太阳活动水平较低(平均F_10.7指数约为70 sfu)有关,此外也与CSES轨道所处的地方时相关.平均而言,EEJ的主瓣宽度约为4°,主瓣和旁瓣的峰值电流密度之比约为2.7;在本文所关注的事件中,东向EEJ事件约占83%,西向EEJ事件约占17%;这个比例与CHAMP卫星的观测结果稍有不同,与14:00 LT附近西向EEJ出现的概率较低有关.东向EEJ的峰值电流密度对经度、季节和太阳辐射水平有显著的依赖性.EEJ峰值密度随经度变化呈现明显的4波结构,可归因于低层大气非迁移潮汐的作用.EEJ峰值电流密度有明显的季节依赖,其幅度在春秋分较大,冬夏季较小.在2018—2019年期间,尽管太阳活动水平较低,EEJ峰值密度随太阳辐射水平的增加而增加.

     

地震地电阻率观测改进方法研究——电测井技术的移植应用与数值模型分析

现有的地震地电阻率观测系统需要较大的环境保护区（2——5km2）．随着各地的经济发展,地电观测的环境受到越来越大的影响,造成部分台站连续多年的地电前兆观测受到严重的干扰．为了减小观测环境保护区范围,有效地抑制来自地面的观测环境改变及城市地铁、轻轨运行时漏电产生的干扰,提出了将三侧向石油电测井技术移植到地震地电阻率前兆监测领域,以提高地电前兆观测的抗干扰能力和前兆信息的监测能力．电测井有限元数值模型的计算结果表明,该方法可有效测量出地层的电阻率变化,对来自地表的干扰有较强抑制能力．分析还表明,该方法可有效抑制来自轻轨、地铁的漏电干扰．      

肇庆台数字化地磁观测资料震磁关系的分析研究

使用肇庆地磁台2003～2005年的高精度数字化地磁观测资料,采用地磁短周期转换函数、加卸载响应比等方法,系统地分析研究了肇庆地磁台周边地区在此期间的震磁异常对应关系。研究结果表明,在2004年9月17日阳江M_L 5．2级地震前,肇庆地磁台的地磁短周期转换函数A、B,加卸载响应比P(Z)均有比较明显的前兆异常。该异常具有中期异常特征,而对临震异常特征识别则不好区分和把握。     

基于MESSEGER观测对水星磁尾电流片磁场分布的统计研究

本文利用信使号飞船2011-2015年期间在轨磁场数据对水星磁尾电流片的磁场结构分布特征进行了统计分析.为探究磁场结构分布随水星径向距离的变化, 电流片划分为近磁尾(-1.5R_M > X > -2.0R_M)和远磁尾(-2.0R_M > X > -2.5R_M)两个区域.所得结果表明:(1)无论是近磁尾还是远磁尾, 电流片中的磁场都以+B_z分量为主, 磁场方向几乎与磁赤道面垂直.(2)相比近磁尾, 远磁尾电流片中磁场强度、B_z分量较弱, B_y分量较强, 而且-B_z信号出现概率相对较大, 这表明电流片中磁活动相对容易在远磁尾中发生.(3)磁场强度以及B_z分量在晨昏方向上的分布存在晨昏不对称性—在方位角120°~190°范围内相对较弱.弱B_z数据点(B_z < 5 nT)也在昏侧(Y>0)发生较为频繁.(4)与B_z分布相反, 磁场强B_y分量(|B_y|>5 nT)倾向于在晨侧(Y < 0)发生.统计分析还表明, 磁场B_y分量与行星际磁场B_y分量并无明显的相关性.对比地球磁尾电流片, 我们对水星磁尾电流片B_z分量、强B_y分量的晨昏不对称起源机制作了探讨分析.

     

Analysis of the heliospheric current sheet fine structure: Single or multiple current sheets

When studying the heliospheric current sheet (HCS) local structure, it is not unusual to find wide HCS crossings. In this paper, we present one crossing that appears to have a complex internal structure composed of three parallel sheets and several possible HCS crossings that are consecutive and are on the order of minutes. Depending on their origin, different scenarios can explain multiple current sheets such as complex structures of helmet streamer at the Corona flowing into the solar wind, local waviness in the HCS structure, local oscillations of the HCS, and inverted magnetic fields or planar magnetic structures (PMS) close to the HCS. Distinguishing among these scenarios using just one observational point is very difficult because all of them are 3D structures. Nevertheless, we think that nearly parallel sheets are more likely in the first and in the last scenarios, i.e. multiple helmet streamer structure and PMS. In order to make the distinction between them, we have studied the possible reversal in the Q_e·B sign for every event. Our results suggest that the existence of not-wide HCS composed of multiple parallel sheets cannot be rejected.     

等离子体片中能量离子的空间分布——Cluster/RAPID观测数据分析

本文根据Cluster卫星上的粒子成像质谱仪（RAPID）探测器在穿越地球等离子体片过程中的观测数据,统计研究了等离子体片中能量离子能量密度的空间分布（氢离子能量范围从40keV到1500keV,氦离子和氧离子从10keV到1500keV）,并且给出了离子能量密度在不同地磁活动时期随GSE-Z向分布的剖面.研究表明能量离子的能量密度以及能量密度的梯度与地磁活动指数Kp之间存在近似线性的关系.观测结果表明形成这种分布变化的主要原因是在地磁活动期间在电流片附近离子能量密度的增加,特别是其中的重离子成分增加更为显著.本文通过一个简化的电流片模型的数值计算,定性地研究了形成能量离子空间分布的机理.计算表明重离子在电流片中可以获得更多的能量,电流片加速可能是形成能量密度分布变化的一种可能的机制.     

成灌高铁运行对成都地磁台观测数据干扰测试

成都地磁台距成灌高铁运行线路垂直距离约1.5 km,使用数字化磁通门磁力仪GM4,在轨道沿线不同距离处进行野外测试。测试结果表明,轨道交通的运行对周围地磁观测环境产生干扰,干扰距离约6 km,干扰主要来自轨道泄露电流及输电线路产生的磁场。     

河北昌黎地震台地电场观测数据干扰排查与分析

地震台站地电场观测会受到各种因素的干扰,必须快速发现并消除干扰源,以保障观测数据的正常输出。2019年5月17日—6月4日,昌黎地震台地电场观测受不明原因干扰,观测数据产生畸变,与已知干扰类型数据特征进行对比分析,发现与常见干扰源所致数据变化形态特征不同;按照干扰数据变化特征,假设干扰源与观测台站的相对位置关系,布设简易的野外观测点,成功定位本次观测干扰源。最终确认,昌黎台地电场干扰由位于台站东南方向的铁件铸造厂变压器电缆漏电所致。此次干扰源排查,可为同类地电台站观测数据干扰分析提供参考。     

喀什地磁台新旧台址观测一致性分析

喀什地磁台旧址由于受到环境的干扰,将搬迁至新台址观测,为了延续观测资料,对新旧台址进行了并行观测。本文通过对喀什地磁台新旧台址并行观测的相对观测数据、绝对值数据以及绝对观测基线值精度的分析,经过对两测点D,I,F,H,Z地磁要素的比较,认为新旧台址观测的数据存在较好的一致性,通过点位差校正,可将新旧测点的数据衔接起来。     

水星内磁层等离子体带及电流体系

水星是太阳系中离主星最近的和最小的类地行星, 它具有独特的空间环境.水手10号(Mariner 10)确认水星拥有全球性内禀偶极磁场和磁层.但是由于早期观测有限, 人们通常将水星磁层简单地视作地球磁层的缩小版来研究.不过, 在信使号(MESSENGER)访问水星之后, 人们认识到水星和地球的空间环境有巨大差异.通过更深入的分析研究, 人们发现在水星内磁层中, 夜侧磁赤道面附近有带状的等离子体分布, 并且该等离子体带可能与多种磁层电流体系(分叉环电流、亚暴电流楔和东向电流等)密切相关.在贝彼哥伦布(BepiColombo)计划揭开水星研究的新篇章之际, 本文回顾近些年来与水星内磁层等离子体带及相关电流体系有关的研究, 并指出相关研究将是未来水星空间环境的前沿热点.

     

青岛市地震前兆观测现状及成因分析

对青岛市地震前兆观测现状及成因进行了系统分析,提出了青岛市地震前兆工作发展和数字化地震前兆台网建设的建议,希望对地震前兆工作发展有所帮助。     

双塔连体结构弹塑性时程分析

双塔连体结构是我国实际工程中应用越来越多的一种结构形式.该结构形式是在两塔楼顶部设置连体部分的新型建筑结构形式.本文针对某一连体结构,采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型.通过建立模型,分析结构在7度多遇和罕遇地震下的弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程.结果表明,小震情况下...     

地电场观测中系统干扰分析

利用吉林省6个地电场台站的数据,对地电场观测中的观测系统干扰进行分析,以期对地电场台站观测人员的日常观测有所帮助,有助于地震地电场异常的识别判定。