论文摘要
磁层顶附近的流场剪切度与磁层顶附近的能量转换的程度有关,流场剪切度是开尔文-霍姆霍兹不稳定性激发的基本条件,是许多瞬态磁场重联发生的重要条件。很多磁层顶数值模拟用到流场剪切度这个输入参数,但一直是假设的。本项研究利用Cluster多卫星同时观测数据独特的时空分辨本领采用线性插值和重心坐标的方法确定了磁层顶附近流场的剪切度,该方法可以推广用来确定任一位置的流场剪切度。本项研究分析了不同区域磁层顶及附近磁层磁鞘流场剪切度的真实空间分布,重点分析了x>0的昏侧磁层顶,x<0的晨侧磁层顶和x<0的昏侧磁层顶这3个特定区域的磁层顶及附近磁层磁鞘的流场剪切度,主要分析结果如下:1.磁层顶附近不同速度分量的流场剪切度的相对大小:（1）x>0的昏侧磁层顶附近的6个事例中有4个事例Vz分量的流场剪切度明显大于其他分量剪切度,其他分量剪切度差不多大,有2个事例各分量剪切度无明显差异。（2）x<0的晨侧磁层顶附近的6个事例Vz分量剪切度都明显大于其他分量剪切度,其他分量剪切度差不多大。（3）x<0的昏侧磁层顶附近的7个事例中有5个事例e2·▽Vz剪切度比其他方向剪切度大,其他方向剪切度都差不多大,有2个事例各分量剪切度都差不多大。2.流场剪切度在磁层顶附近磁层和磁鞘的相对大小:（1）x>0的昏侧磁层顶附近的6个事例中有4个事例磁层顶附近磁层比磁鞘的流场剪切度大,有2个事例磁层顶附近磁层和磁鞘的流场剪切度差不多大。（2）x<0的晨侧磁层顶附近的6个事例在磁层顶附近磁层的流场剪切度都比在磁鞘的流场剪切度大。（3）x<0的昏侧磁层顶附近数值比较小的分量剪切度大小在磁层和磁鞘差别不明显,e2·▽Vz这个比较大的剪切度在磁层磁鞘分布不同,7个事例中有5个事例磁层的e2·▽Vz比磁鞘的e2·▽Vz大,有2个事例磁鞘的e2·▽Vz比磁层的e2·▽Vz大。3.得到的磁层顶附近流场剪切度可能比较大,也可能比较小。（1）x>0的昏侧磁层顶附近的6个事例中有1个事例剪切度大,有5个事例剪切度小。（2）x<0的晨侧磁层顶附近的6个事例中有3个事例剪切度大,有3个事例剪切度小。（3）x<0的昏侧磁层顶附近的7个事例剪切度都比较小。总的来看,大多数事例流场是弱剪切的,在上千公里的距离上只有每秒几十公里的相对速度差,Vz分量剪切度在磁层顶附近磁层区要大一些,沿晨昏方向Vz剪切度在x>0的昏侧磁层顶附近的值和x<0的晨侧磁层顶附近的值差不多大,比x<0的昏侧磁层顶附近的值稍大。少数事例得到的磁层顶附近流场剪切度偏大。本项研究还初步探讨了太阳风条件对磁层顶附近流场剪切度的影响。太阳风条件对磁层顶附近流场剪切度的影响似乎不是很明显。