地球非偶极磁场对虚地磁极计算的影响

古地磁学使用的虚地磁极（VGP）是在地心偶极磁场假设下计算的,由于地球非偶极磁场的存在,VGP一般不同于真地磁极（RGP）.为了定量检验非偶极磁场对VGP的影响,本文利用国际参考地磁场模型IGRF 1900～2000,在全球5°×5°的“虚拟测点”网格上计算了VGP和RGP的位置,并求出两种磁极的经纬度偏差和二者的角距离.结果表明,南极地区VGP与GP的角距离最大,可达26°,南大西洋和欧亚大陆北部最大达到24°和18°,其余地区一般小于15°.VGP对RGP的偏差与地磁场分布有关：在非偶极磁场较弱的地区（如太平洋半球）,纬度偏差一般不大（≤10°）,但是在主要地磁异常区（如南大西洋和南极地区）,VGP对RGP的纬度偏差可达25°.VGP对RGP的经度偏差要比纬度偏差大得多,例如在欧亚大陆北部地区,经度偏差分布在-180°到180°的大范围内.     

Latitudinal characteristics of the geomagnetic field during the storm of 15–16 July 2000

In this paper geomagnetic disturbances at middle and low latitudes are discussed by using geomagnetic data of the magnetic storm of 15–16 July 2000. This storm is a response to the solar Bastille Day flare on 14 July. Generally, the geomagnetic disturbances at middle and low latitudes during a storm are mainly caused by three magnetospheric–ionospheric current systems, such as the ring current system (RC), the partial ring current and its associated region II field-aligned currents (PR), and the region I field-aligned currents (FA). Our results show that: (1) The northward turning of IMF-Bz started the sudden commencement of the storm, and its southward turning caused the main phase of the storm. (2) The PR- and FA-currents varied violently in the main phase. In general, the field of the FA-current was stronger than that of the PR-current. (3) In the first stage of the recovery phase, the RC-field gradually turned anti-parallel to the geomagnetic axis from a 15° deviation, and the local time (Λ) pointed by the RC-field stayed at 16:00. After that, Λ rotated with the stations, and the RC-field was not anti-parallel to the geomagnetic axis, but 5°–10° deviated. These facts suggest that the warped tailward part of the ring current decays faster than the symmetric ring current.     

小尺度地磁场勒让德多项式建模方法

根据地面实测地磁场数据,提出一种基于勒让德多项式的对小尺度地磁场的模型建立方法,结合数据预处理、最小二乘拟合方法,采用高阶的模型描述典型小尺度区域的地磁场,绘制出地磁图.通过实验验证,模型拟合实验点的数据与真实数据的磁场总强度平均误差小于30 nT,并且反映出小尺度区域中磁场的精细结构,有效地抑制了边界效应,大大提高了地磁场建模能力.另外讨论了勒让德多项式建模方法的优缺点以及使用范围.这为地磁场在空间延拓、探矿、地下结构分析提供了重要的方法和理论基础.     

Sq指数的周期变化分析

利用1960—1980年中国北京和广州的地磁场X分量小时值数据,根据徐文耀(1992)提出的用来描述每日Sq变化幅度的地磁活动指数的方法,计算并分析了Asq指数的周期变化特征.结果表明:Asq指数具有11年、年和半年变化等主要周期成分,与F107指数傅氏谱主要周期成分存在对应关系,表明Asq指数的周期变化与太阳辐射密切相关.然而互相关分析表明,日变幅dSq与F107的相关关系略强,这是由于Asq指数计算中每月平均ΔSq(t)携带了部分Sq场的周期变化信息.     

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.     

小尺度地磁场勒让德多项式建模方法

根据地面实测地磁场数据,提出一种基于勒让德多项式的对小尺度地磁场的模型建立方法,结合数据预处理、最小二乘拟合方法,采用高阶的模型描述典型小尺度区域的地磁场,绘制出地磁图.通过实验验证,模型拟合实验点的数据与真实数据的磁场总强度平均误差小于30 nT,并且反映出小尺度区域中磁场的精细结构,有效地抑制了边界效应,大大提高了地磁场建模能力.另外讨论了勒让德多项式建模方法的优缺点以及使用范围.这为地磁场在空间延拓、探矿、地下结构分析提供了重要的方法和理论基础.     

极光沉降粒子能量与AE、Dst指数的相关分析

对NOAA的POES系列极轨卫星观测得到的1978年以来近30年的极光沉降粒子半球能量的估算值EPI(Estimated Power Input)数据进行了分析,结果表明,极光沉降粒子有显著的春秋分峰值的年变化特征,并且有冬季半球沉降能量较大的南北半球不对称性.对EPI的时均值Pa与地磁指数AE、Dst的相关分析得到,Pa与AE的相关系数为0.76,Pa与Dst的相关系数为-0.55.把南北半球的时均值SPa,NPa数据分别与AE,Dst指数做相关,发现SPa与AE的相关性稍高于NPa的,SPa和NPa与Dst的相关性近似.当时延τ=0时,AE与Pa的相关最好,表明全球极光沉降粒子和极光电集流的变化同步;当Dst滞后于Pa,时延τ=1~2 h,Pa与Dst的相关最好,并且时延τ为6～8 h,Pa与Dst的相关都好于无时延的水平.     

极光沉降粒子能量与AE、Dst指数的相关分析

对NOAA的POES系列极轨卫星观测得到的1978年以来近30年的极光沉降粒子半球能量的估算值EPI(Estimated Power Input)数据进行了分析,结果表明,极光沉降粒子有显著的春秋分峰值的年变化特征,并且有冬季半球沉降能量较大的南北半球不对称性.对EPI的时均值Pa与地磁指数AE、D_st的相关分析得到,Pa与AE的相关系数为0.76,Pa与D_st的相关系数为-0.55.把南北半球的时均值SPa,NPa数据分别与AE,D_st指数做相关,发现SPa与AE的相关性稍高于NPa的,SPa和NPa与D_st的相关性近似.当时延τ=0时,AE与Pa的相关最好,表明全球极光沉降粒子和极光电集流的变化同步;当D_st滞后于Pa,时延τ=1~2 h,Pa与D_st的相关最好,并且时延τ为6～8 h,Pa与D_st的相关都好于无时延的水平.     

日球层扰动变化的高纬地磁场响应

本文简要地论述了行星际过程与高纬地磁场扰动的关系,并对高纬极区地磁场变化对行星际过程的响应和地磁变化场的特点进行了分析研究和评述。     

磁暴期间几种主要磁扰成分的演化特征

本文利用中国地磁子午链台站的资料,对1997～1999年期间发生的25次磁暴,用自然正交分量法（NOC）、相关分析和傅里叶分析三种方法,分3个步骤依次分离出依赖于世界时（UT）的暴时变化（Dst）、依赖于地方时（LT）的太阳静日变化（Sq）和太阳扰日变化（SD）.对各种变化时空特征的分析表明：①Dst变化清楚地反映出赤道对称环电流磁扰的空间分布和时间演化特征;②满洲里、北京十三陵和琼中台Sq幅度在多数磁暴主相期间出现极大和极小值,反映了Sq焦点在纬度方向上的移动所产生的地磁效应;③SD变化在主相期间最强,在恢复相期间逐渐减弱;④相关分析和傅里叶分析提供了一种能有效提取Sq和SD变化的方法.