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空间中心揭示行星际磁场对磁尾场向电流的控制作用

时间:2018-09-11 11:22 来源:未知 作者:admin

近日,中科院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室科研人员程征伟、史建魁、M. Dunlop和刘振兴首次给出了磁尾等离子体片边界层(Plasma Sheet Boundary Layers, PSBL)区场向电流与行星 际磁场(Interplanetary Magnetic Field, IMF)时钟角(clock angle) 和锥角(cone angle) 的 变化关系 。该研究成果发表在美国地球物理学会(American Geophysical Union, AGU)学术期刊《地球物理快报》(Geophysical Research Letters)上。
太阳风与地球磁层的 相互作用是日地空间物理研究中的 前沿课题。太阳风/行星 际磁场对地球磁层中的 扰动变化具有重要控制作用。以往研究表明,地球磁层中的 场向电流会受到行星 际磁场的 调控作用。然而,由于卫星 观测条件限制,其具体物理过程并不十分清晰。迄今为止,未见有关磁尾等离子体片边界层区场向电流与行星 际磁场时钟角和锥角关系 的 确切论述。
该项研究利用欧空局Cluster星 簇计划四颗卫星 的 探测数据,通过对2001和2004年7至11月间1839个磁尾PSBL区场向电流事件进行统计分析,首次揭示了IMF时钟角和锥角与场电流发生率及密度之间的 关系 。研究表明,磁尾PSBL区场向电流的 发生率会随IMF时钟角的 增大而增大,并在IMF锥角等于-90o和+110o时出现两个峰值;与其在-180 0 范围内的 发生率相比,场向电流的 发生率在0 180 的 范围内更高,这表明场向电流更易发生在IMF昏向条件;与其在| | 90 范围内的 发生率相比较,场向电流的 发生率在90 | | 180 的 范围内更高,这表明场向电流更易发生在IMF南向条件下。该项研究还进一步揭示,密度大的 场向电流通常出现在60o | | 120o的 范围内,且IMF昏向条件下的 密度会更大。
该项研究对于进一步认识太阳风-磁层-电离层的 耦合关系 及太阳风能量向磁层传输的 物理过程具有重要科学意义。同时,将对进一步认识空间天气因果链关系 及其模型建立发挥重要作用。

图一:行星 际磁场锥角对磁尾场向电流发生率及密度的 控制作用


图二:行星 际磁场时钟角对磁尾场向电流发生率及密度的 控制作用
 

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