亚暴期间等离子体对流速度及热层纬向风速度变化的统计学分析

本文利用2001年至2005年间CHAMP卫星及DMSP(F13,F15)卫星观测数据,对亚暴发生前后,亚暴初始位置所在磁地方时(Magnetic Local Time,MLT)东侧2h(+2h,MLT)至西侧4h(-4h,MLT)范围内等离子体对流速度(Vy)及热层纬向风速度(Uy)的变化进行了统计学分析.研究发现在亚暴发生后的1.5h内,所有MLT区间的Vy均明显增大,且峰值位置的地磁纬度向赤道侧移动,1.5h后,Vy减小,峰值的纬度向极区移动,表明亚暴的发生能显著增强等离子体对流速度;在亚暴发生位置的西侧0~2h内,Vy增幅最大,这表明亚暴对热层的影响主要在西侧,影响最大的区域是西侧0~2hMLT区间;Uy在亚暴发生后3h持续增大,其对亚暴的响应相较于Vy有1.5h的延迟.     

径向行星际磁场下的场向电流的统计学研究

基于CHAMP卫星高精度磁场观测数据,对2001—2009年径向行星际磁场(RIMF, radial interplanetary magnetic fields)条件下的场向电流的分布特征进行了统计学分析, 并与2001—2009年期间场向电流的平均强度进行了对比研究, 结果表明：正午时刻场向电流的平均强度对地偶极子倾角有明显线性依赖, 冬夏季电流强度比值约为3左右, RIMF条件下冬夏季比值降为2;相对年平均值来说, RIMF条件下行星际磁场总幅度、重联电场、太阳风动压均有所减小, AE指数减弱, Dst指数略有降低;在通常情形下重联电场是场向电流很好的控制参数, 但是在RIMF下, 重联电场不再与电流强度相关;北半球电流强度在向地IMF条件下大于向日IMF, 而南半球则相反, 虽然RIMF条件下场向电流的均值小于年平均值, 但是正午时段场向电流强度大于年平均值的概率大约为0.2, RIMF条件下仍然有地磁扰动事件(比如亚暴事件)发生。     

极区Hall电流经度差异特征的统计学研究:CHAMP卫星观测

本文利用2001至2010年间CHAMP(CHallenging Minisatellite Payload)卫星标量磁力仪(Overhauser Magnetometer)观测的磁场数据,反演得到电离层霍尔(Hall)电流,并且对极区电离层Hall电流的特征进行了统计学研究.研究主要关注平静期,即重联电场小于2 mV·m~(-1)条件下,在磁纬60°至90°范围内的Hall电流在不同太阳活动、季节、磁经度、磁地方时等条件下的变化特征.研究发现:Hall电流具有明显的经度差异,在南北半球呈现显著一波经度结构,而且南北半球反相,即北半球电流密度呈现峰-谷-峰结构,而南半球呈现谷-峰-谷结构.Hall电流密度的经度结构与太阳活动紧密相关,太阳活动高年经度差异最大,太阳活动中年经度差异次之,太阳活动低年经度差异最小.研究发现,在磁地方时为10-14MLT的白天,影响Hall电流的因素主要是太阳辐射;而磁地方时为21-03MLT的夜晚,除了电导率的影响之外,可能存在其他的重要的物理过程影响着Hall电流的经度分布.本文还研究了与电流相关的焦耳热的经度分布情况,发现其在南北半球分别呈现单峰、单谷结构,经度差异亦十分明显.