我国及邻近地区地磁场的矩谐分析

本文从高斯位理论出发,得到了包含内源场和外源场的局部地区地磁场矩谐级数表达式,指出了局部地区地磁场内、外源部分分离的可能性。对中国及邻近地区1970.0年地磁场的矩谐分析结果表明:在北纬10°-45°之间有一个垂直分量的负异常带,异常中心在西藏高原和太平洋西部,最大异常值分别达到-330γ和-460γ;北向分量的正异常区从北纬23°一直伸展到北纬55°以北,极大值约在北纬40°附近,极值达300γ;东向分量在整个区域呈现微弱的正异常。本文对与矩谐分析有关的截断水平、光滑处理以及误差分析等问题也进行了讨论。     

极区地磁亚暴等效电流体系的本征模分析

亚暴是空间天气预报非常关注的磁层事件一般来说, 每一次亚暴事件都包含“直接驱动过程”和“卸载过程”两物理机制的贡献, 它们分别对应磁层大尺度对流过程和亚暴电流楔形成过程为了定量地分离这两种过程所对应的电流体系, 本文使用自然正交分量法对每一时刻的极区电流体系进行本征模分析, 试图得到两种过程所对应的特征电流图案及其随时间的变化分析结果表明, 第一本征模的电流图案呈双涡结构, 对应于“直接驱动过程”, 第二本征模的电流图案反映了极光带西向电集流的基本特征, 对应于“卸载过程”前者无论在平静期间, 还是亚暴期间始终存在, 其强度从亚暴增长相开始增加, 膨胀相期间快速增长, 恢复相期间逐渐减小; 后者在平静期间几乎为零, 亚暴增长相期间变化不大, 直到膨胀相开始才迅速增长, 恢复相期间逐渐减小根据上述分解, 可以对目前普遍用来描述亚暴强度的ＡＥ指数进行修正, 得到分别反映对流过程和电流楔形成过程的相应指数     

地球磁层的磁场模型

1958年卫星探测发现了磁层,至今已有半个世纪,对磁层电场、电流体系、磁场、粒子分布和等离子体波的探测研究构成了空间物理的重要内容,其结果是各种磁层模型的出现.本文简要综述磁层磁场建模的基本原理、方法和发展历史,对十几种重要的磁层模型的特点、局限性和适用范围进行了对比分析,以Tyganenko模型为例,讨论了磁层模型发展的趋势.     

主磁场长期变化十年至百年尺度的周期

本文运用小波变换技术,通过分析历史地磁场模型gufm1（时间跨度从1590~1990年）,考察主磁场长期变化场（B场）的周期性.结果表明,B场总磁极强度存在三个主要的周期分量：稳定的30年周期,在偶极子场的赤道分量g11和非偶极子场中较常见;频散的准50年周期,主要是由轴向偶极子分量g01贡献的,此外,四极子场也有贡献;世纪尺度的110年周期,其强度会发生变化,主要来源于偶极子场的赤道分量以及八极子场.     

我国及邻近地区的嵌套式磁场模型

本文将球谐分析（SHA）和矩谐分析（RHA）依次用于空间范围逐步缩小的区域,得到了嵌套式磁场模型。这个模型可以清楚地反映出大小不同的各级地磁异常的三维结构,为研究地磁异常起源及有关的大地构造问题提供了较好的依据。本文建立的1970年代华北地区地磁场的三级嵌套模型由全球SHA模型、中国RHA模型和华北RHA模型三级组成。该模型指出,华北中部由南向北有一个由北北东逐渐转向北东东方向的Z分量正异常带,这可能与华北的地质构造有关。     

地磁场长期变化速率的30年周期

地球主磁场B和它的长期变化都起源于地球外核的磁流体发电机过程,但是,它们的空间结构和时间演化特征却有很大差异. 本文采用全球平均的“无符号年变率”X〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗、Y〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗、Z〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗、H〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗和F〖DD(-*3〗〖KG*2/3〗·〖DD)〗〖DD(-*2〗〖KG*2/3〗—〖DD)〗来表征长期变化场〖WTHX〗〖AKB·〗〖WTBZ〗的总体强度,利用第9代国际参考地磁场模型IGRF 9,研究〖WTHX〗〖AKB·〗场的变化特征. 结果表明,在1900～2000年的100年当中,〖AKB·〗场经历了3幕变化,最大年变率分别发生在1910～1920、1940～1950、1970～1980年,显示出清晰的30年周期变化,而且,每一周期的上升段比其下降段短得多. 研究结果还表明,非偶极场对〖AKB·〗的贡献约为偶极场的2倍,因此,决定〖AKB·〗场周期特征的主要因素是非偶极场（特别是四极子场）,而不是偶极子场. 这一特点与主磁场B〖WTBZ〗中偶极场占绝对优势的特点完全不同.     

行星际磁场扇形结构对中低纬地磁场的影响

本文用特征向量分析法对1973年北京地磁台水平磁场强度H的时均值资料进行了研究,识别出了行星际磁场扇形效应对中低纬地磁场H日变化的贡献。研究结果表明,中低纬扇形效应约为3-5nT的数量级,分点月最大（～5nT）,冬季最小（～3nT）。当扇形磁场背离太阳时,扇形效应引起白天H增大,夜间减小;当扇形磁场朝向太阳时,H的变化相反。用第一特征向量推断行星际磁场的扇形极性,其符合率在两分点月份和夏季达到70％左右,冬季低于50％,暗示了冬季反向扇形效应的存在。     

地磁台链的观测与研究

简要介绍了地磁台链观测在极光带电集流、赤道电集流、中低纬度大尺度电流体系、太阳风-磁层-电离层-高层大气能量耦合、高-中-低纬的扰动传输、磁层中磁流体波的传播、主磁常荚期变化等研究中的应用,综述了地磁台链观测在地磁与空间物理研究中的物理基础和研究现状,着重回顾了IMS 期间6个高纬子午台链的观测研究,总结了中国地磁台链研究的初步结果.中国所处的独特地理位置和广阔的经纬度展布提供了建立全球唯一的闭合子午圈台链的可能性.中国台链向北与俄罗斯东西伯利亚地磁台相连,一直延伸到北极光带,向南与菲律宾、印尼、澳大利亚台站相连直达南极区中山站,通过南极与对面子午线上的长城站相连,并与南美、北美台站构成一条闭合的子午圈台链.可以预料,这条台链的观测资料将为地磁与高空物理研究提供宝贵的资料,对研究日地整体行为将会有重要意义.     

地球深部电性变化及相变机制

前言在一些中强地震之前,我们观测到震中附近地磁场各分量发生特殊的相关变化,据此我们在1970年提出地磁预报地震的“特征线”法(又称“斜率法”)。本文从高斯位理论出发,应用电磁感应原理讨论这种方法的理论依据,并阐明预报指标的物理意义以及特征线变     

地磁活动指数的过去、现在和未来

地磁活动性是范围广、分量多、种类繁、形态异、频谱宽、原因复杂的时变过程.面对如此复杂的地磁活动性,除了分门别类逐一进行深入研究之外,根据实测资料,用简便易行的分类和简单明了的指标,对地磁活动性进行总体检阅和形态学描述也是非常必要的.于是,各种地磁活动指数应运而生.地磁指数不仅是表征地磁活动现象的重要参数,其应用范围逐渐扩展到日地能量耦合计算、电离层一磁层一太阳风空问环境状态描述、空间环境监测、空间天气预报等许多相关领域."地磁活动指数化"的思想正在向别的领域扩展,其构建原理和量算方法也在不断改进和完善.本文将现有的约50种地磁活动指数分两大类型,综述其提出背景和发展过程,分析其使用范围和优缺点,探讨地磁活动指数未来发展的趋势.