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磁尾高速流激发的地磁扰动和近地空间非震电磁扰动

燕春晓  
【摘要】: 本论文利用来自双星TC-1卫星、欧空局Cluster卫星和17个地面地磁台站的数据,研究了等离子体片内高速流停滞(Braking)过程中产生的电流楔的地磁扰动特征。所选取的三个高速流事件,均处于磁平静时期,且无粒子注入(或弱注入),这就避免了来自其他空间扰动因素的影响。亚暴电流楔所有的地磁扰动特征均在高速流停滞时产生的电流体系中被观测到,这表明高速流可以产生一个完整的电流楔,其包括午夜后下行和午夜前上行场向电流,西向电集流。Pi2前兆不仅存在于高纬度地区,也存在于中纬度地区。与高纬度地区相比,中纬度地区Pi2前兆的起始时刻可以被更加精确的识别,这为确定高速流在其源区的产生时刻提供了一个可行的方法。BBF引起的AL指数下降幅度,与其速度和持续时间相关。在这三个事件中,AL指数的减小幅度均小于100nT。由于在一个典型亚暴中,AE指数的增加通常大于200nT,高速流是否可以触发亚暴,主要依赖于其停滞区的空间环境条件。与三次事件相对应的太阳风观测表明,在IMF Bz分量弱南向时,高速流很难触发亚暴。 论文中还总结了地球近地空间非震电磁波动,它们包括:电磁离子回旋波,哨声,嘶声,合声,地磁脉动。其中电磁离子回旋波、等离子体层嘶声和合声都在平静时期可以观测到,但在磁暴、亚暴期间会显著增强。来自地面的电磁波动有人工产生的,也有自然产生的。人工产生的电磁扰动主要有地面甚低频发射机发射的VLF电磁波和地面电力线路感应的谐频电磁波。自然产生的电磁干扰主要有闪电(雷暴)。除了上述自然和人工产生的电磁波动外,卫星本身工作时也可产生频率在0-200Hz范围内的电磁扰动。 本文在第一章对地磁场结构和地磁脉动做了简单描述,介绍了磁层亚暴及其电流体系结构;在第二章总结了前人对爆发性整体流(BBFs)的研究成果;在第三章重点选取了三个高速流事件进行了详细的分析;第四章对地球近地空间非震电磁波动进行了分析。第五章对全文做了总结。


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