极隙区粒子和电流的观测和研究

处于高纬向日面的极隙区是太阳风能量、动量和质量可以直接进入地球磁场并到达地球的近地空间的区域。本文简要介绍了极隙区的观测和研究，综述了极隙区的粒子沉降、场向电流、等离子体对流和电离层电流的特征。     

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.     

暴时环电流不对称性的地面磁场特征研究

选用东经20°子午链和北纬30°纬圈链台站地磁场日分量的分钟值数据,分析了2004年11月07-10日期间赤道环电流不对称性的时间演化特征．利用UT_MLT和UT_MLAT等值图来监测H分量的地方时分布、纬向分布和时间变化特征．结果表明：①UT_MLT等值线图清楚地显示,在急始之后的初相,日分量主要在正午附近增强,表明磁层顶查普曼一法拉罗电流所产生的地磁效应是主要原因．主相期间H分量最大负值出现在昏侧,表明环电流呈明显的晨一昏不对称分布．②UT_MLAT等值线图显示,磁暴期间磁扰变幅随纬度增高而减小,与Dst指数有很好的对应关系．磁扰的纬向分布提供了描述暴时环电流能量时间变化的新视点．③H分量的UT_MLT和UT_MLAT等值线图为实时监测环电流的时空分布提供了有效的手段．     

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...     

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ΔS_q(t)携带了部分Sq场的周期变化信息.     

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.     

极隙区场向电流对高纬电离层电场和电流体系的影响

用Ｋａｍｉｄｅ－Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ方法，在行星际磁场具有较小的北向分量，且｜Ｂｙ｜＞＞｜Ｂｋ｜时，对磁语和磁扰状态以及Ｂｒ＞０和Ｂｙ＜０等不同情况，分别计算了场向电流引起的电离层电势、电场和电流体系．结果表明，极隙区场向电流的存在使高纬向日面区域的电势发生畸变，当Ｂｙ＞０时，无论是磁扰还是磁静日，极隙区电场具有显著的北向分量；等离子体对流有较大的西向分量；电离层电流为东向电流．当Ｂｙ＜０时，电场和等离子体对流的方向与Ｂｙ＞０时相反；电离层电流在磁抗日有西向分量，但在磁静日没有西向分量．电导率对电场和电流体系的影响十分明显，磁扰极光带电导率增强使电流涡从背阳面向向阳而漂移，与静日相比，磁扰时极隙区场向电流引起的电场畸变更为明显，但电场和电流强度的大小却基本保持不变．     

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.     

Analysis of S~p_q current systems by using corrected geomagnetic coordinates

The S~p_q equivalent current system of the quiet day geomagnetic variation in the polar region is very complicated. It is composed of several currents, such as the ionospheric dynamo current and the auroral electrojet caused by the field aligned current. S p q is unsymmetrical in both polar regions. In this paper, the S p q current systems are analyzed in the corrected geomagnetic coordinates (CGM) instead of the conventional geomagnetic coordinates (GM), and the symmetries of the S p q current in different systems are compared. Then the causes of S p q asymmetry in the GM coordinates are discussed; the effects of each component in S p q are determined.     

极光电集流纬度变化特征初步分析

为研究极光电集流地磁纬度分布特征,利用北半球SME台站提供的极光电集流指数,通过时序叠加的方法,分析98-07年极光电集流中心地磁纬度随季节和世界时的分布特征.通过对磁扰程度的分级,分析极光电集流地磁纬度随地磁扰动程度的变化特征.结果表明:1)由于SME台站覆盖范围更广,更多地记录到最大的极光电集流强度,有利于研究极光电集流的变化特征;2)西向板光电集流纬度分布存在与强度相反的季节性变化特征,在春秋出现最低值,冬季、夏季出现最高值;3)在| SML|＜2000 nT时,西向极光电集流地磁纬度随着极光电集流强度的增强,近似以线性关系向低纬迁移.随后伴随SML的进一步增强,西向极光极光电集流中心地磁纬度仍有向低纬迁移的趋势,但主要是在磁纬62°N-63°N之间波动.