刘宝嘉:磁暴期间低纬磁场扰动特性的统计研究论文

刘宝嘉:磁暴期间低纬磁场扰动特性的统计研究论文

本文主要研究内容

作者刘宝嘉(2019)在《磁暴期间低纬磁场扰动特性的统计研究》一文中研究指出:磁暴期间的磁场扰动变化是空间天气研究和预报的重要对象之一,分析其强度分布和物理机制,对反映空间环境这一复杂系统有着非常重要作用。本文选择了2000到2016年之间共352个磁暴事件。首先使用67个大磁暴主相期间的SuperMAG磁场扰动数据,分析了低纬水平磁场扰动(?H)的纬向分布,推测环电流可能的空间位形。随后使用330个磁暴期间的SuperMAG台站磁场扰动数据和C/NOFS卫星磁场数据,研究了磁暴期间低纬?H的磁地方时(MLT)分布,并且结合Burton模型和Wang模型,分析了?H的MLT分布与的太阳风和行星际条件的关系。结果表明:最强?H并不总是位于磁赤道面上,表明环电流可能会相对磁赤道面发生偏离。根据最强?H磁纬度位置所推测的环电流位形,我们发现磁暴主相期间,环电流日夜方向的倾斜受到太阳风方向的影响,主要原因可能是磁尾沿太阳风方向的拉伸。环电流晨昏方向的倾斜受到行星际磁场晨昏分量(IMF BY)的影响,主要原因可能是与IMF BY变化相关的磁层顶和磁尾的扭转。此外,最强?H的磁纬度位置随季节而变化,环电流的弯曲可能是对其比较合理的解释,磁尾电流片的弯曲和磁层顶电流产生正扰动的半球不对称,也可能是影响最强?H磁纬度位置的因素之一。低纬?H的MLT分布不对称性随磁暴相位而变化。根据低纬台站?H数据,我们发现,初相期间,全球范围出现日夜不对称的正扰动,主要与太阳风动压(P)的增大有关。主相期间,负扰动显著增强,出现晨昏不对称分布,主要与太阳风电场(E)的增强有关。而在E较弱的情况下,晨侧的负扰动集中区可能反映了东向爆发性整体流将磁尾离子带到晨侧的环电流区域。此外,在E大小相近的情况下,较大的P会造成更强的负扰动。恢复相期间,扰动仍出现晨昏不对称分布,但最强扰动减弱并向日侧移动,这可能反映了恢复相期间,开放的粒子轨道逐渐闭合,更多粒子到达日侧后没有进入磁鞘。P和E对?H的影响表现在不同方面。结合Burton模型和Wang模型的分析,我们发现,P的增大对?H的影响主要表现在:(1)通过增强磁层顶电流来增加?H。(2)通过影响环电流粒子注入来改变?H。在E相同或相近的情况下,较大的P会造成更强的扰动,可能是由于增大的P压缩磁层,使环电流更加靠近地球,故环电流粒子注入产生的扰动变得更强。(3)通过加快环电流衰减速率来增大?H。当E为负值时,P的增大会加快环电流的衰减,减弱低纬磁场水平分量的负扰动。E的增强对?H的影响主要表现在:(1)通过增强环电流粒子注入来减小?H。当E增强时,更多离子从夜侧注入环电流区域,环电流强度大大增强,从而减小了?H,又由于磁重联的作用,一些离子在日侧磁层顶进入磁鞘,而无法到达晨侧,因此环电流粒子注入造成的负扰动分布存在一定的晨昏不对称。(2)通过加快环电流衰减速率来增大?H。这种变化表现出明显的晨昏不对称。可能是由于磁暴期间粒子从日侧磁层顶逃逸也是环电流衰减的重要机制。根据Wang模型的计算效果,我们发现其用于不同MLT处的?H时主要存在两点不足:初相期间部分模型值偏小,和主相期间部分模型值偏大。我们在参数b的计算过程中,选择没有环电流粒子注入的时段,来保证?H的变化主要来源于P的变化。并且将P0的取值范围限制在2.5 nPa到3.5 nPa之间,避免夜侧的参数P0过大,而减弱了大部分时段的注入项。修改参数计算过程后,尽管初相期间模型值偏小的情况略有改善,但仍然存在。主相期间模型值偏大的情况有明显改善,但在18 MLT附近,仍有较多模型值偏大。以上结论展示了部分磁暴期间?H的纬向和MLT分布特征,以及这些分布与太阳风,行星际条件的关系。同时也表明了使用Dst指数模型计算不同MLT处?H的可行性,尽管模型的应用还需要进行一系列的完善。

Abstract

ci bao ji jian de ci chang rao dong bian hua shi kong jian tian qi yan jiu he yu bao de chong yao dui xiang zhi yi ,fen xi ji jiang du fen bu he wu li ji zhi ,dui fan ying kong jian huan jing zhe yi fu za ji tong you zhao fei chang chong yao zuo yong 。ben wen shua ze le 2000dao 2016nian zhi jian gong 352ge ci bao shi jian 。shou xian shi yong 67ge da ci bao zhu xiang ji jian de SuperMAGci chang rao dong shu ju ,fen xi le di wei shui ping ci chang rao dong (?H)de wei xiang fen bu ,tui ce huan dian liu ke neng de kong jian wei xing 。sui hou shi yong 330ge ci bao ji jian de SuperMAGtai zhan ci chang rao dong shu ju he C/NOFSwei xing ci chang shu ju ,yan jiu le ci bao ji jian di wei ?Hde ci de fang shi (MLT)fen bu ,bing ju jie ge Burtonmo xing he Wangmo xing ,fen xi le ?Hde MLTfen bu yu de tai yang feng he hang xing ji tiao jian de guan ji 。jie guo biao ming :zui jiang ?Hbing bu zong shi wei yu ci chi dao mian shang ,biao ming huan dian liu ke neng hui xiang dui ci chi dao mian fa sheng pian li 。gen ju zui jiang ?Hci wei du wei zhi suo tui ce de huan dian liu wei xing ,wo men fa xian ci bao zhu xiang ji jian ,huan dian liu ri ye fang xiang de qing xie shou dao tai yang feng fang xiang de ying xiang ,zhu yao yuan yin ke neng shi ci wei yan tai yang feng fang xiang de la shen 。huan dian liu chen hun fang xiang de qing xie shou dao hang xing ji ci chang chen hun fen liang (IMF BY)de ying xiang ,zhu yao yuan yin ke neng shi yu IMF BYbian hua xiang guan de ci ceng ding he ci wei de niu zhuai 。ci wai ,zui jiang ?Hde ci wei du wei zhi sui ji jie er bian hua ,huan dian liu de wan qu ke neng shi dui ji bi jiao ge li de jie shi ,ci wei dian liu pian de wan qu he ci ceng ding dian liu chan sheng zheng rao dong de ban qiu bu dui chen ,ye ke neng shi ying xiang zui jiang ?Hci wei du wei zhi de yin su zhi yi 。di wei ?Hde MLTfen bu bu dui chen xing sui ci bao xiang wei er bian hua 。gen ju di wei tai zhan ?Hshu ju ,wo men fa xian ,chu xiang ji jian ,quan qiu fan wei chu xian ri ye bu dui chen de zheng rao dong ,zhu yao yu tai yang feng dong ya (P)de zeng da you guan 。zhu xiang ji jian ,fu rao dong xian zhe zeng jiang ,chu xian chen hun bu dui chen fen bu ,zhu yao yu tai yang feng dian chang (E)de zeng jiang you guan 。er zai Ejiao ruo de qing kuang xia ,chen ce de fu rao dong ji zhong ou ke neng fan ying le dong xiang bao fa xing zheng ti liu jiang ci wei li zi dai dao chen ce de huan dian liu ou yu 。ci wai ,zai Eda xiao xiang jin de qing kuang xia ,jiao da de Phui zao cheng geng jiang de fu rao dong 。hui fu xiang ji jian ,rao dong reng chu xian chen hun bu dui chen fen bu ,dan zui jiang rao dong jian ruo bing xiang ri ce yi dong ,zhe ke neng fan ying le hui fu xiang ji jian ,kai fang de li zi gui dao zhu jian bi ge ,geng duo li zi dao da ri ce hou mei you jin ru ci qiao 。Phe Edui ?Hde ying xiang biao xian zai bu tong fang mian 。jie ge Burtonmo xing he Wangmo xing de fen xi ,wo men fa xian ,Pde zeng da dui ?Hde ying xiang zhu yao biao xian zai :(1)tong guo zeng jiang ci ceng ding dian liu lai zeng jia ?H。(2)tong guo ying xiang huan dian liu li zi zhu ru lai gai bian ?H。zai Exiang tong huo xiang jin de qing kuang xia ,jiao da de Phui zao cheng geng jiang de rao dong ,ke neng shi you yu zeng da de Pya su ci ceng ,shi huan dian liu geng jia kao jin de qiu ,gu huan dian liu li zi zhu ru chan sheng de rao dong bian de geng jiang 。(3)tong guo jia kuai huan dian liu cui jian su lv lai zeng da ?H。dang Ewei fu zhi shi ,Pde zeng da hui jia kuai huan dian liu de cui jian ,jian ruo di wei ci chang shui ping fen liang de fu rao dong 。Ede zeng jiang dui ?Hde ying xiang zhu yao biao xian zai :(1)tong guo zeng jiang huan dian liu li zi zhu ru lai jian xiao ?H。dang Ezeng jiang shi ,geng duo li zi cong ye ce zhu ru huan dian liu ou yu ,huan dian liu jiang du da da zeng jiang ,cong er jian xiao le ?H,you you yu ci chong lian de zuo yong ,yi xie li zi zai ri ce ci ceng ding jin ru ci qiao ,er mo fa dao da chen ce ,yin ci huan dian liu li zi zhu ru zao cheng de fu rao dong fen bu cun zai yi ding de chen hun bu dui chen 。(2)tong guo jia kuai huan dian liu cui jian su lv lai zeng da ?H。zhe chong bian hua biao xian chu ming xian de chen hun bu dui chen 。ke neng shi you yu ci bao ji jian li zi cong ri ce ci ceng ding tao yi ye shi huan dian liu cui jian de chong yao ji zhi 。gen ju Wangmo xing de ji suan xiao guo ,wo men fa xian ji yong yu bu tong MLTchu de ?Hshi zhu yao cun zai liang dian bu zu :chu xiang ji jian bu fen mo xing zhi pian xiao ,he zhu xiang ji jian bu fen mo xing zhi pian da 。wo men zai can shu bde ji suan guo cheng zhong ,shua ze mei you huan dian liu li zi zhu ru de shi duan ,lai bao zheng ?Hde bian hua zhu yao lai yuan yu Pde bian hua 。bing ju jiang P0de qu zhi fan wei xian zhi zai 2.5 nPadao 3.5 nPazhi jian ,bi mian ye ce de can shu P0guo da ,er jian ruo le da bu fen shi duan de zhu ru xiang 。xiu gai can shu ji suan guo cheng hou ,jin guan chu xiang ji jian mo xing zhi pian xiao de qing kuang lve you gai shan ,dan reng ran cun zai 。zhu xiang ji jian mo xing zhi pian da de qing kuang you ming xian gai shan ,dan zai 18 MLTfu jin ,reng you jiao duo mo xing zhi pian da 。yi shang jie lun zhan shi le bu fen ci bao ji jian ?Hde wei xiang he MLTfen bu te zheng ,yi ji zhe xie fen bu yu tai yang feng ,hang xing ji tiao jian de guan ji 。tong shi ye biao ming le shi yong Dstzhi shu mo xing ji suan bu tong MLTchu ?Hde ke hang xing ,jin guan mo xing de ying yong hai xu yao jin hang yi ji lie de wan shan 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自中国气象科学研究院的刘宝嘉,发表于刊物中国气象科学研究院2019-07-01论文,是一篇关于磁暴论文,磁场扰动论文,环电流论文,太阳风动压论文,太阳风电场论文,中国气象科学研究院2019-07-01论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国气象科学研究院2019-07-01论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

刘宝嘉:磁暴期间低纬磁场扰动特性的统计研究论文
下载Doc文档

猜你喜欢