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地球磁层对磁云边界层的大尺度响应分析—个例研究
左平兵①*, 魏奉思①, 冯学尚①, 李汇军①②
① 空间天气学国家重点实验室, 中国科学院空间科学与应用研究中心, 北京 100190|② 中国科学院研究生院, 北京 100049
主要分析了WIND飞船 2004年11月9日探测的磁云边界层引起的大尺度地球磁层活动. 磁层响应主要包括以下 3个方面: (1) 磁云边界层内本身持续较强南向磁场驱动了一个强磁暴的主相. (2) 由于磁云边界层内部较强南向磁场持续一段时间后发生向北偏转触发了一个典型磁层亚暴. 文中详细分析了亚暴膨胀相发生时夜侧磁层各区域的观测现象, 包括极光观测、高纬地磁湾扰、地球同步轨道无色散粒子注入现象、Pi2脉动突然增强以及等离子体片偶极化现象等. (3) 磁云边界层和前面鞘区组成一个动压增强区, 此动压增强区强烈压缩磁层, 致使磁层顶进入地球同步轨道以内; 当磁云边界层扫过磁层时, 位于向阳侧地球同步轨道上的两颗 GOES 卫星大部分时间位于磁层磁鞘中, 以致很长时间内直接暴露在太阳风中. 利用Shue (1998)模型计算得到当磁云边界层扫过磁层时磁层顶日下点的位置被压缩至距地心最近距离为5.1 RE, 磁云边界层的强动压结构以及强间断面决定了磁云边界层对磁层的强压缩效应. 强动压结构、多个强间断结构以及持续较长时间的强南向磁场是许多磁云边界层的共性, 这里以此磁云边界层事件为例分析了磁云边界层的地球磁层响应.
国家自然科学基金(批准号: 40804046, 40621003, 40890160, 40674084)、中国科学院院长优秀奖获得者科研启动专项资金、国家重点基础研究发展计划(编号: 2006CB806304)、国家重点实验室专项基金及地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开放基金资助