地球磁层顶K-H不稳定性与撕裂模的耦合及涡旋撕裂模不稳定性

本文用二维MHD数值模拟研究了地球磁层顶同时存在速度剪切和磁场剪切时Kelvin-Helmholtz不稳定性（K-H）和撕裂模不稳定性（TM）的耦合过程。在雷诺数和磁雷诺数确定时,Alfvèn马赫数值（M_A）对耦合特性起决定性作用。在本文选取的参数条件下,若M_A<0.4,自发TM占主导地位;当0.4≤M_A<1.4时,TM受到K-H明显调制;如果M_A≥1.4,K-H引起的涡旋运动起控制作用,导致一种新的不稳定性产生。该不稳定性称作涡旋撕裂模不稳定性。其饱和后长时间渐近状态由一个大尺度的流体涡旋和同心磁岛组成。在地球磁层顶通量传输事件（FTEs）中它可能起着重要作用。     

在榆林港地面（磁纬=6.8°N）收录到哨声

地区的磁纬愈低,磁倾角也愈小,从而甚低频的电磁波也愈难被沿地磁力线分布的导管捕获并以哨声模式传播。因此,在低纬地区哨声出现率小、强度弱,地面接收相当困难。但由于低纬哨声的特征及其传播机制对研究磁层和电离层有重要意义,所以近年来人们越来越重视对低纬哨声的观测和研究。我们在1980年冬季于广东湛江首次收录到哨声信号的基础上,又于1982年1月8日至17日在海南岛榆林港（磁纬（?）6.8°N）和湛江（磁纬（?）9.8°N）同时进行观测,结果两地均收录到短哨信号,如图1（a）、（b）     

磁声重波在地球磁层中的传播

本文讨论了赤道附近地球磁层中磁声重波沿重力场方向的传播特征。结果表明,当波动频率小于截止频率ω_c时,磁声重波将在磁层中被反射。对于典型的磁层等离子体参数,ω_c的极大值约为0.3秒^-1。我们还讨论了磁声重波与地磁微脉动之间的关系,沿着重力场方向向下传播的磁声重波,可能直接引起赤道附近的P_c1磁脉动。     

地震电离层VLF电磁场频谱全球特征研究

与地震活动有关的空间电磁扰动频段主要集中在甚低频/超低频(VLF/ELF),这已经被众多学者研究结果所证实.特别是2004年6月法国DEMENTER卫星成功发射以来,地震电离层电磁异常研究得到了长足发展.然而,相对于来自空间的扰动,诸如磁暴,磁层亚暴,太阳风扰动以及地面闪电等引起的电离层电磁扰动,地震电离层异常为弱信号,怎样凸显地震电离层异常信息是亟需解决的问题.     

强烈地磁扰动的危害

本文给出了强烈地磁扰动可能对空间和地面技术系统、人类的生产和生活造成的危害,其中包括地磁扰动的直接危害和由于地磁感应电流造成的危害及伴随的其他空间环境扰动所造成的危害。     

基于Van Allen Probes EMFISIS波动仪器观测的内磁层上频带哨声合声波全球分布的统计分析

基于Van Allen Probes近三年的EMFISIS仪器波动观测数据,针对内磁层上频带哨声模合声波幅度的全球分布特性对地磁活动水平的依赖性进行了详细的统计分析,着重研究上频带合声波平均场强幅度随磁壳值（L）、磁地方时（MLT）、地磁纬度（MLAT）的分布特征及不同强度区间的合声波的发生概率.结果表明,上频带合声波的平均场强幅度与地磁活动条件密切相关,在强磁扰期,平均幅度可达到40 pT以上.在外辐射带中心区域（L=4~6）,上频带合声波的幅度最强;在L＜~3的区域,上频带磁层合声波没有分布.在夜侧至晨侧（22-09MLT）,上频带合声波幅度最强;在下午侧至昏侧（15-19MLT）,上频带合声波幅度最弱;日侧（10-14MLT）上频带合声波在不同地磁活动条件下都存在,幅度偏小.上频带合声波主要分布在|MLAT| < 10°,其中21-09MLT范围内、磁纬位于|MLAT| < 5°的平均场强幅度最强,磁扰期间可达约100 pT.另外,统计而言,中等幅度（10~30 pT）的上频带合声波在夜侧至晨侧（23-09MLT）靠近磁赤道区域的发生率最高,可达15%左右.强幅度（>30 pT）的上频带合声波普遍分布在夜侧（01-05MLT）,发生率最小.本文建立的上频带哨声模合声波的全球分布模型结合已经建立的下频带合声波的全球分布模型,将有助于进一步深入理解该重要磁层等离子体波动对地球等离子体片、辐射带、环电流动力学过程的定量贡献.

     

木星极光区亮斑形成机制

近年来一系列的木星照片显示,除了主极光卵和卫星足迹外,在极光卵内还有极区发射.学者基本认为这是由中磁尾的磁场活动引起的.本文建立一个具有离心力效应的木星稳态磁场模型.并以该模型给出的磁场结果为基础,利用Hill等人1979年总结的木星磁层较差自转的结果进行模拟分析.结果显示在约54Rj (Rj为木星平均半径) 至60Rj的木星磁场由于较差自转形成涡旋结构,其形状约为5Rj的圆形.由于磁力线的扭曲引发大小为数十万安培的电流注入极区电离层,与中性粒子相互作用,从而形成极光卵内的亮斑.     

火星磁层中O^＋离子分布的理论研究

对火星磁层中背阳面区来自电离层的Ｏ＋离子沿磁力线的密度和通量密度分布进行了理论研究．设火星的磁场由内禀磁场和感应磁场相叠加而成,结合不同的内禀磁矩条件进行了计算．结果表明：（１）随着火心距离的增大,火星磁层中Ｏ＋离子的密度和通量密度沿磁力线都呈现出下降趋势;（２）随着Ｚ坐标的增大,火星磁层中Ｏ＋离子的密度和通量密度先呈现出下降趋势,后又逐渐上升;（３）火星的内禀磁场越强,Ｏ＋离子的密度和通量密度沿磁力线下降得越快;（４）在火星磁尾一定距离处,Ｏ＋离子的密度和通量密度随磁矩的增大而减小．这样,可通过探测火星磁层中离子的密度和通量密度分布来确定火星内禀磁场的强弱     

太阳风对地球自转可能影响的讨论

地球自转的长期减速原因一般归结为日－月潮汐摩擦，而非潮汐因素会引起地球自转的加速。本计算了由太阳风引起的地球磁层力矩的上限值，其量级为2.56×10^22cm sec^-2。结果表明：估算非潮汐加速度的量级为·/Ω=0.33×10^22cm sec^-2，它比推算出的·/ΩNT=1.6×10^22cm sec^-2要小。由于造成地球自转变化的非潮汐因素是一个经典而又复杂的问题，所以由太阳风引起的地球磁层的力矩作为非潮汐变化的机制是模棱两可的，但它表明：太阳风力矩可通过太阳风舆到地球并渗透到地核响应地核运动，因此它可以作为本计算的几千年时间尺度的地磁场向西漂移的最可能原因之一。     

地球弓激波及其与行星际激波相互作用

给定地球轨道附近的行星际条件和地球弓激波的几何位形,本文分析向阳侧弓激波强度参数沿激波阵面的分布,以及行星际激波与弓激波的相互作用.对于弓激波阵面相对日地连线轴对称的情形,得到如下结论：（1）弓激波强度参数分布相对由行星际磁场和日地连线构成的基准面对称,各激波强度参数的最大值出现在基准面上.磁压比在垂直激波线一侧较大,而气压比在平行激波点一侧较大,导致总压比相对日地连线大致呈轴对称分布.（2）随着行星际磁场与日地连线夹角的增大,弓激波强度参数的最大值有所减小,且位置朝远离日下点方向偏移;但气压比和总压比的分布基本上不受影响.（3）行星际激波透过弓激波之后,切向磁场比更接近于1,但总磁场跳变幅度增大.（4）透过弓激波之后,行星际准垂直激波的总磁场比更接近于1,准平行激波的总磁场比则反之.