Ulysses的观测与太阳风加速机理初议

Ulysses 是迄今为止第一次沿独特的日球纬度方向考察日球高纬度空间区域的飞船。本文描述了 Ulysses 飞船的部分主要观测结果,并进行了分析,在 Ulysses 飞船穿越太阳南,北极之前,科学家们提出了各种不同的太阳风速度、磁场等参量的纬向变化模型。分析表明,这些模型都不能解释 Ulysses 飞船的观测结果。Ulysses 飞船的观测对经典的太阳风理论提出了挑战,太阳风的加热与加速是一个远没有被解决的问题。观测与分析表明,经典热传导不可能驱动高速流,太阳风的加速伴随着加热的发生,而加热率大小可能与离子的回旋频率有关;太阳风的热源可能不是单一的形式,而且不同形式的热源对太阳的加热贡献大小与日球径向距离有关。本文讨论并分析了几种可能的太阳风加热与加速机制。     

南向行星际磁场事件与磁暴关系的研究

利用172-182年IMP-8飞船的太阳风观测资料和相应地磁活动性指数Dst和AE,研究了43个南向行星际磁场事件期间太阳风和磁层的耦合问题. 与这43个事件对应的地磁暴是中等的和强的磁暴(Dst＜-50nT). 结果表明:(1) 在43个事件中有11个(约占25.6髎)紧随激波之后,18个处于激波下游流场中(占42髎),其余14个(占33髎)和激波没有关连. 绝大多数事件都伴有太阳风动压和总磁场强度的增加;(2) 当行星际晨昏向电场强度EI＞-4mV/m时,只引起磁亚暴,对Dst指数没有明显影响. 仅当EI＜-5mV/m时,磁亚暴和磁暴才会同时出现;(3) 太阳风动压的增加会增强能量向环电流的输入,但不是密度和速度单独起作用,而是以PK=ρV2的组合形式影响能量的输入;(4) 虽然行星际磁场(IMF)南向分量BZ对太阳风和磁层的耦合起着关键作用,但IMF的BX和BY分量相对于BZ的大小对太阳风向磁层的能量传输也有一定影响. 当BX、BY相对BZ较大时能量耦合加强.     

磁云传播的动力学演化过程研究进展

磁云因其独特的磁场结构经常是重大灾害性空间天气的驱动源. 近来从磁云的边界层结构、环向通量、大尺度结构等方面关于磁云传播的动力学演化过程的研究取得了一些进展. 在磁云边界存在一个由于磁场重联而形成的边界层结构. 在磁云传播过程中, 这种发生在边界处的磁场重联可能会把磁云的磁场剥蚀掉, 进而引起其磁通量绳结构环向通量的减少以及不对称. 在磁云内部, 经常会观测到多个子通量绳结构. 这些特性各异的子通量绳可以通过磁场重联而合并, 进而引起磁云磁结构的改变. 关于磁云大尺度磁场拓扑位形的演化机制, 除了较早提出的交换重联外, 目前的研究表明在行星际空间中, 磁云边界处的重联过程也可以将磁云闭合或半开放的磁场线打开或断开. 尽管在相关研究中已经取得了较大进展, 但关于磁云传播的动力学演化过程还有许多问题尚不清楚. 在行星际小尺度磁通量绳边界也发现了边界层结构, 那么磁云是否会因剥蚀而成为小尺度通量绳? 磁云内子通量绳结构在相互作用中会不会引起某些不稳定性而导致整个通量绳系统的崩溃? 这些问题的解决还有待于进一步的理论、观测和数值模拟研究.     

行星际闪烁（IPS）单站观测对太阳风速度的诊断

借助于弱散射理论和模式拟合方法，单站行星闪烁观测可以诊断太阳风速度，本讨论了太阳风参数和射电源角尺度对闪烁谱的影响，以及太阳速度的积分效应，结果表明，闪烁谱的特征是与视经下距太阳最近处的太阳风速度直接相关的。     

中尺度磁绳结构的行星际观测

由磁绳结构主导、平均尺度约二、三十个小时的行星际磁云是日冕物质抛射在行星际膨胀、传播的体现。最近，Moldwin等人报道在太阳风中还观测到一些尺度在几十分钟的小尺度磁绳结构，并认为太阳风中的磁绳结构在尺度分布上可能具有双峰特征，在全面检视了WIND卫星(1995年-2000年)和ACE卫星(1998年-2000年)的观测资料后，发现了在行星际太阳风中一些尺度为几个小时的中尺度磁绳结构，利用初步整理的其中28个中尺度磁绳结构事件，认为太阳风中的磁绳结构在尺度分布上可能是连续的，这对行星际太阳风中磁绳结构物理起源的研究可能提出重要的物理限制。     

冕洞观测研究的近期进展

简要介绍了在１９８８－１９９５年期间冕洞观测研究的主要进展。文中共分五个方面：１．冕洞磁场观测研究的新进展；２．冕洞在太阳活动周不同位相时的规律性；３．冕洞区高速太阳风观测的新结果；４．冕洞加热问题；５．存在问题。     

磁层亚暴与磁层暴（Ⅱ）:太阳风参数对Dst的影响机制研究

为了研究地磁活动指数D_st受太阳风参数影响,包括行星际磁场（IMF）南向分量B_st、太阳风速度V_?和太阳风-磁层发电机电动势U调制的机制,应用太阳风-磁层-电离层输入-输出[I（t）-O（t）]电网络模型,对磁层亚暴与磁层暴过程中,B_z（t）-D_st、V-a（t）-D_st和U（t）-D_st的激励-响应特性进行模拟。研究表明,B_z是形成亚暴与磁层暴的前提条件,V_st是形成亚暴与磁层暴的充分条件,二者统一于电动势U_st研究结果与观测结果一致。     

你是电、你是光,你是极地的神话——极地极光现象

许多世纪以来,极光一直是人们猜测和探索的天象之谜。以前,爱斯基摩人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬;13世纪时,人们则认为那是格陵兰冰原反射的光;到了17世纪,人们才称它为北极光(在南极所见到的同样的光称为南极光)。     

太阳风在地球激波前兆区减速的统计研究

本文首次利用完全相同两颗卫星（CLUSTER C1和C3）的数据对地球激波前兆区太阳风的减速和偏转特性进行了统计研究.结果表明,在激波前兆坐标系中,太阳风减小的速度随观测点到激波的距离D_BS增大而减小,随行星际磁场与激波法向夹角θ_BN增大也减小,在ULF波动区深度D_WS小于6R_e(R_e为地球半径)的范围内最为显著;伴随着太阳风减速的另外一个现象——太阳风的偏转,也存在相似的规律.其最大减速和最大偏转角度分别为10 km/s和3°.太阳风减速和偏转,以及随之变化的太阳风动压,可能会引起地球磁层顶位置和形状发生改变,同时也为激波前兆区弥散（diffuse）离子的起源及加热提供了一种可能的机制.     

Proton and He^2＋ Temperature Anisotropies in the Solar Wind Driven by Ion Cyclotron Waves

We carried out one-dimensional hybrid simulations of resonant scattering of protons and He^2 ions by ion cyclotron waves in an initially homogeneous, collisionless and magnetized plasma. The initial ion cyclotron waves have a power spectrum and propagate both outward and inward. Due to the resonant interaction with the protons and He^2 ions, the wave power will be depleted in the resonance region. Both the protons and He^2 ions can be resonantly heated in the direction perpendicular to the ambient magnetic field and leading to anisotropic velocity distributions, with the anisotropy higher for the He^2 ions than for the protons. At the same time, the anisotropies of the protons and He^2 ions are inversely correlated with the plasma β‖p=8πnpkBT‖p/B0^2, consistent with the prediction of the quasilinear theory (QLT).