地磁活动相关问题研究

【摘要】：地磁活动具有全球范围内的影响力,是空间天气研究中的重要对象,是日地能量耦合链中的重要一环。其中,磁层顶是一个重要的边界区,从人类生存角度而言,它保护地球免受太阳风的冲击,人类得以免受高能粒子的伤害；磁层顶位形变化反映了太阳风变化,影响着磁层顶内部磁场活动。因此,研究地磁活动与磁层顶位置之间的相关性问题对认识太阳风-磁层耦合过程具有重要意义。进一步,为了增强地磁暴活动预报的精确性,融合多卫星太阳风观测数据可以更加精确的描述上游太阳风状态,具有很重要的现实意义。本文主要内容有： 1、利用2004-2006年ACE、WIND卫星观测的太阳风数据和相应时期的Dst指数,针对200个不同级别的磁暴事件,分析了磁层顶日下点距离Ro与磁暴Dst指数的线性相关性。通过分析显示,在极端太阳风条件下,Dst指数时间序列比借助于CO2模型计算出的磁层顶日下点距离Ro的时间序列延迟了约3小时。经修正时间延迟后,在发生超级、大、中等、小磁暴时,二者线性相关系数的均值分别为0.77、0.74、0.47、0.24,并用最小二乘数据拟合得到不同级别磁暴时的Ro-Dst关系式。 2、研究了地球日侧磁层顶位置变化对磁层亚暴活动产生的影响。通过线性回归分析,发现当磁层亚暴发生时,AL/AE指标与磁层顶日下点距离Ro之间存在明显的线性相关性。特别是伴随有磁暴的亚暴发生时,AE指标和Ro之间的线性相关性比那些未伴随磁暴的亚暴发生的情况更加明显。 3、为了更好的预报磁暴活动,本文对上游太阳风多卫星观测数据进行了融合研究,提出利用最小二乘法融合卫星ACE, IMP8和WIND的太阳风和IMF数据。分析一个典型磁暴事件,基于Lund At模型,利用最小二乘法融合的数据得到Dst预报值与先前的预报值相比,精确度从41.6%上升到51.15%。从而,融合太阳风观测数据可以更好的了解近地环境情况。