地磁场对1999年9月空间天气大事件的响应

1999年9月22－25日发生一个大磁暴（Dst=-164nT).磁暴主相开始的头1小时伴随有丰富的Pc型地磁脉动，包括Pc2,Pc3,Pc4等。在行星际磁场Bz由北向转向南向后，磁暴主相开始，南向分量达到最大值后大约2小时，地磁H分量达到最小值，恢复相开始，并且，这次磁暴与太阳风各参数以及星际电场也存在一定的对应关系。     

地磁活动性的低维非线性动力学模型

本文综述了地磁活动性非线性动力学研究的新进展。着重介绍美国NASA/GSFC的Bak-er研究小组刚刚建立的笼头滴水类比模型和Faraday电流环物理模型以及其他学者对地磁活动性AL和AE指数典型时间序列的嵌入维数分析。两个方面的研究工作表明:日地空间环境的预报方法正在更新。     

地球远磁尾中的磁场重联——（Ⅱ）局部驱动力的影响

基于可压缩磁流体动力学模型,数值研究了由太阳风引起的局部驱动力对地球远磁尾中磁场重联的影响.结果表明,在远磁尾等离子体片中将发生强迫磁场重联,并形成磁岛和等离子体团.形成磁岛的特征时间很大于流动撕裂模不稳定性引起磁岛非线性饱和的特征时间.磁岛宽度随着磁Reynolds数S的增大而减小,随着尾瓣中等离子体压力与磁压之比值β_∞的降低而减小.认为太阳风引起的局部驱动力对地球远磁尾等离子体片中磁场重联的影响,可能不如流动撕裂模不稳定性那样显著.     

太阳等离子体和磁场输出源表面结构的一种MHD模型

以观测到的光球视向磁场、Ｋ－日冕亮度作为输入,以相应的统计结果为约束条件,利用磁流体力学方程组,给出了等离子体及磁场各参数在源表面上的二维分布．其结果与同期的卫星观测数据和已有的统计结果相比较,显示出相当程度的一致性．     

太阳风中磁场与等离子体流耦合的探讨

本文在忽略太阳风中磁场对粒子流温度影响的情况下,利用了两个研究太阳风的二元流体模型的结果,计算分析并讨论了在1AU内太阳赤道面附近,考虑磁场与等离子体流耦合后,各太阳风参数的变化情况。结果表明,太阳风中磁场对等离子休流的作用在方位角向较显著;磁场使太阳风方位角速度在1AU处的值可达到1.85km/s;低速太阳风的角动量主要由其中的磁场携带,磁场能逐步将其角动量传输给等离子体流。     

地月空间粒子辐射环境及其对月表物质的影响研究进展

由于没有全球磁场和稠密大气保护,月球直接受宇宙线、太阳风和地球风粒子的轰击.了解月球空间粒子辐射的特性、粒子的来源和传输等过程,本身是亟待解决的空间科学基础问题,同时还可帮助更好地提供预报和预警,为保障探月和载人登月等活动的安全提供理论参考;此外,月球空间辐射环境中的粒子与月表作用产生的水等物质对载人登月和月球基地意义重大,且月表物质保存了空间环境较为完整的信息和演化历史,对研究地月系统及太阳系其他天体(乃至系外行星)的宜居性与演化,也具有重要的科学价值.本文在简要总结地月空间粒子辐射环境研究现状的基础上,重点分析了近月粒子辐射环境及其对月表物质所产生的影响,梳理了宇宙线、太阳能量粒子事件、太阳风、地球风以及月源粒子等不同辐射的来源和传输机制,这些粒子与月表作用产生水、赤铁矿、中性原子等物质的过程,以及相关过程对月球空间环境的影响、对地月系统演化的启示等关键科学问题,并提出了解决问题所面临的技术难点,最后对未来可能的重点研究内容进行了展望,可为后续月球探测任务(例如嫦娥四期和国际月球科研站等)相关领域科技规划提供一定的参考.

     

磁暴期间太阳风-磁层-电离层间的耦合过程

本文用行星际和地面磁场以及电离层资料,讨论了三次磁暴期间高、中纬电离层电场对太阳风和磁层内变化的响应。 分析表明,当IMF的B_x分量由北向转为南向时,太阳风驱动的磁层对流变化能直接反映出高纬电离层电位的变化。但持续南向的B_x再次增强时,太阳风输入的主要能量耗损于内磁层过程;电离层的响应表现为一个弛豫过程。当B_x由南转北时,环电流的消失对电离层的作用同样有弛豫的特点。此时,驱动电位已撤消,环电流是维持电离层电位的唯一外源。 本文用电路类比及简单模式法结论对上述几种实测情况进行了讨论。     

高密度极尖区的形成原因

极尖区是太阳风进入磁层的一个重要窗口,极尖区密度是反映这一物理过程的重要参量,通常情况下极尖区密度约为1~10 cm^-3,但有时卫星会观测到密度大于40 cm^-3的极尖区,本文称之为高密度极尖区.我们分析了Cluster卫星2001—2009年的观测数据,在470个极尖区穿越中找到28个高密度极尖区穿越事件并进行了统计研究,分析了高密度极尖区事件的形成原因,进而讨论了太阳风高效地进入极尖区的外部条件.结果表明：距正午的距离（｜MLT-12｜）较小,太阳风的密度高,低纬有磁层顶磁重联发生以及正偶极倾角都是观测到高密度极尖区事件的有利条件,并且当同时满足上述4个条件时,高密度极尖区事件发生率为100%;而低纬磁层顶磁重联以及大的正偶极倾角被认为是太阳风高效地进入极尖区的重要条件.这些研究结果有助于我们更进一步地理解太阳风进入极尖区的物理机制.     

耀斑引发的激波初始速度对激波到达时间预测的影响

利用Hakamada-Akasofu-Fry运动学太阳风模型模拟了1981到1985卡林顿周的48个太阳耀斑事件激发的激波到达地球的时间.结果表明,对模式输入参数之一的激波初始速度进行调整,可以使模拟结果和实际观测基本一致.通过对发生在该时期多个事件的统计分析,分别得到日球表面东、西两半球耀斑爆发对应的激波初始速度调整因子和初始速度的统计关系.该关系应用到1986到1990卡林顿周期间发生的耀斑对应的激波到达地球时间的模拟时,对于位于西(东)半球的耀斑,预测行星际激波到达地球所需时间的平均绝对误差从未使用该关系的16(15) h降低到12(11) h.     

磁重联现象或导致金星缺水

太阳风一刻不停地猛烈吹拂着身边的行星。地球、木星、土星、水星可以靠自身的磁场来抵御,自身没磁场的金星怎么办？最近一期出版的国际权威学术期刊《科学》刊登了中国科学技术大学地球和空间科学学院张铁龙教授等与多国科学家合作的成果：