太阳风引起的地磁扰动的辨识建模

本文作为地磁扰动系统辨识研究系列的第３篇文章，首先对太阳风－磁层能量耦合进行分析，在此基础上总结和建立一个含有待定参数的物理模型．然后利用参数辨识方法，具体地确定这些参数和函数，从而得到一个完整而确定的数学物理模型，并对这一模型的实用性和可信度进行检验．另外，还选择１９７２年８月事件进行了一次预报实验，即根据太阳耀斑的观测，利用ＨＡ方法和文中得到的模型，分两步实现对地磁扰动的预报．     

地球磁层顶的漂移动力学Alfvn波不稳定性及其反常输运效应

本文用回旋动力学研究了磁层顶等离子体低频漂移动力学不稳定性.在β≥1附近发现两支不稳定的漂移动力学Alfvèn模(DKA).它们可在▽T(∥-▽n)(?)0时激发,速度剪切提供主要的自由能源.两支DKA均具有非零的(δE_y,δE_∥)和(δB_x,δB_∥).在湍动的非线性饱和状态下,δB_x的起伏可导致很强的反常输运,当|δB_x|=1nT时,D_⊥可达到10~9m~2/s的数量级.因此,DKA可能在太阳风-磁层耦合过程中起重要作用.     

不考虑磁层顶磁重联的全球三维MHD模型

本文介绍了一个新的磁层全球三维MHD模型,该模型可通过把IMF和地球磁场分开处理的方法“关闭”磁层顶的磁重联,从而可直观地显示不同IMF条件下磁层顶的IMF与地磁场的反平行区域,即磁重联最可能发生的地方,结果表示,IMFBx分量对磁层顶磁重联有重要影响。由于可关闭磁重联,该模型还可有效地研究有无磁重联时,太阳风对磁层位形（如晨-昏不对称性）、粒子输运等重要问题的影响,有助于揭示磁层物理现象的基本特性。     

土星磁层等离子体径向输运的数值模拟

本文建立了一个包含离心力效应的自洽稳态土星磁层模型,并且用等离子体细丝模型对土星磁层等离子体径向输运进行了数值模拟.模拟结果表明,Dione（土卫四）附近的等离子体可能因为发生离心交换不稳定性（Centrifugal Interchange Instability）而被输运到离土星更远的地方.这种输运现象的发生是由离心力主导的,等离子体的黏滞效应和能量转移对输运过程的影响非常小（几乎可以忽略不计）,但土星电离层电导率对输运过程有重要影响,电导率越低,径向输运过程越快,反之,高电导率在一定程度上会阻碍输运的进行.在土星电离层电导率σ=2 S时,Dione（距离土星6.3R_S, R_S为土星半径）附近的等离子体在5.52个小时中被输运到距离土星10R_S的地方.本文的模拟结果还表明,密度受到扰动的等离子体是不稳定的,如果洛仑兹力和等离子体热压强梯度不能与离心力平衡,径向输运就会发生.密度大的等离子体在向外输运过程中会绝热膨胀而温度降低,密度小的等离子体则在注入磁层过程中因为绝热压缩而温度升高.     

地磁绝对子夜均值异常识别方法研究

地磁绝对子夜均值数据,即台站地方时00～03时期间的地磁场绝对数据是地球主磁场和地壳磁场变化研究中常用的基础数据.该均值中基本去除了电离层电流体系的影响,但仍不可避免地存在着主磁场的变化和磁层磁场的变化,可能会存在与地震孕育有关的地壳磁场的变化、因台站观测环境干扰或绝对观测错误产生的不可弥补的错误数据以及因数据处理错误产生的可修正的错误数据.     

CM4模型数据与台站实测数据的对比研究

本文利用第四代地磁场综合模型(Comprehensive Model 4,CM4),计算了1982—2002年隆尧地磁台站的磁层源磁场及其感应场、电离层源磁场及其感应场的地磁北向分量X、东向分量Y、垂直分量Z,分析了各场源磁场随时间的变化特征。磁层源磁场及其感应场呈现出11年和27天的周期性变化,有些年的27天周期性变化显著,有些年则不太显著;电离层源磁场及其感应场具有明显的季节变化,不同年相同季节的变化形态一致但幅度不同;日变化分析显示,磁静日和磁扰日期间的模型数据与台站实测数据变化一致性较好,相关性较高。     

类Crab脉冲星的三维磁层外隙模型

利用三维脉冲星磁层模型研究了磁层外隙的几何结构,首先用自治模型确定“外隙”的垂直尺度,在该模型中外隙尺度受回流的外隙流（带有隙加速的带电粒子发射的曲率光子）加热极帽而产生的热光子的碰撞而成对生成所限,外隙的横向尺度也受本地对生成所限,在脉冲星的磁层中,原则上有两个拓扑分离的外隙,允许同时进入和流出粒子,不过,流入粒子流产生的辐射形态受隙了本地对生成和恒星附近的磁对生成的严格制约,根据外隙及其本地结构的三维模型计算了类Crab脉冲星的辐射和相位分解谱。     

磁层亚暴期间同步高度电子通量突增的理论计算

本文在给定的电场和磁场模式下,利用引导中心的动力学方程,计算了在磁层亚暴期间同步高度处电子通量突增的过程。结果表明:在增长相期间,电子通量并不增长,甚而有下降的趋势,电子通量的突增,大约是在膨胀相的开始。突增事件是发生在地方时半夜到黎明,10点到18点这一时间内没有突增现象,18点以后又发现有突增现象。这些主要特征与卫星的观测结果相符合。     

月基软X射线成像仪——对地球磁层的全景观测

文章提出以月球科研站为平台,配置一台具有宽视场和高分辨观测能力的软X射线成像仪——月基软X射线成像仪(LSXI),以实现对地球磁层的全景成像.LSXI是一种宽视场的软X射线望远镜,可以对太阳风电荷交换过程(SWCX)产生的软X射线进行动态成像,通过软X射线图像获取地球磁层边际与结构特性.地球磁层全景观测对于理解太阳风-...