磁暴期间低纬磁场扰动特性的统计研究
发布时间：2021-06-22 12:23
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...
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
观测点直角坐标系示意图和该坐标系下描述地磁场的基本要素（徐文耀，2009）
芟蚪牵?⒁?r、θ、λ 表示原点距、极角和周向角（如图1.2 所示），对应分量分别记为 Br、Bθ、Bλ。其与观测点直角坐标系下的三分量关系为：Br= -Z、Bθ= -X、Bλ= Y（徐文耀，2009）。图1.2球坐标系示意图。1.1.2 地磁场的组成按起源划分，地磁场可分为内源场和外源场两部分。内源场起源于地表以下的磁性物质和电流，占地磁场的99%以上，主要包括地核主磁场、地壳异常磁场和地球内部感应磁场三个部分，其中，地核主磁场和地壳异常磁场的变化非常缓慢，被合称为稳定磁场。外源场起源于地表以上的空间电流体系，占地磁场平均不到 1%，由于其较快的时间变化，所以通常也被称为外源变化磁场（徐文耀，2009；2014）。地核主磁场起源于外地核磁流体发电机过程，其形态类似于一个地心偶极子场，在赤道和磁极附近分别近似水平和垂直，强度分别约为30000nT和60000nT。主磁场的长期变化主要表现在偶极磁矩衰减、地磁极移动，非偶极磁场的西漂和非偶极磁场的增强四个方面。地壳异常磁场起源于地壳和地幔最上部岩石的剩余磁化强度和感应磁化强度。其量级一般小于主磁场，典型异常值在地面约为200 nT
而热层风和磁层电磁过程也有一定贡献（Tarpley，1970；Richmond，1989；Torta et al.，1997）。空间上，Sq随地方时和纬度而变化。如图1.3 所示，日侧区域的变化大而快速，夜侧区域的变化小而缓慢。在磁赤道附近，Sq变化幅度非常大，被称为洪伽约现象；在中低纬度地区，磁场不同分量关于磁赤道呈对称或反对称分布；而在高纬度地区和极区附近，磁场分布与中低纬度有明显差异，可能表明该区域Sq有不同的起源（Campbell，1989；1997）。时间上，Sq变化幅度与季节和太阳活动周期有关
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京地区地磁场Sq强度的季节变化和长期变化[J]. 吴迎燕. 地球物理学报. 2018(09)
[2]Sq指数的周期变化分析[J]. 吴迎燕,徐文耀,陈耿雄. 地球物理学报. 2012(03)
[3]亚暴期间电离层场向电流的分布特征——CHAMP卫星观测[J]. 王慧,毛丹丹,马淑英,H.Luehr. 地球物理学报. 2010(06)
[4]强磁暴期间场向电流分布及其对行星际条件的响应:CHAMP卫星观测[J]. 王慧,马淑英,H.Luehr,周云良,党戈. 科学通报. 2006(24)
博士论文
[1]磁层—电离层大尺度电流体系研究[D]. 唐斌斌.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2011
[2]三维非对称磁层顶模型建模研究[D]. 林瑞淋.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2009
本文编号：3242827
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
观测点直角坐标系示意图和该坐标系下描述地磁场的基本要素（徐文耀，2009）
芟蚪牵?⒁?r、θ、λ 表示原点距、极角和周向角（如图1.2 所示），对应分量分别记为 Br、Bθ、Bλ。其与观测点直角坐标系下的三分量关系为：Br= -Z、Bθ= -X、Bλ= Y（徐文耀，2009）。图1.2球坐标系示意图。1.1.2 地磁场的组成按起源划分，地磁场可分为内源场和外源场两部分。内源场起源于地表以下的磁性物质和电流，占地磁场的99%以上，主要包括地核主磁场、地壳异常磁场和地球内部感应磁场三个部分，其中，地核主磁场和地壳异常磁场的变化非常缓慢，被合称为稳定磁场。外源场起源于地表以上的空间电流体系，占地磁场平均不到 1%，由于其较快的时间变化，所以通常也被称为外源变化磁场（徐文耀，2009；2014）。地核主磁场起源于外地核磁流体发电机过程，其形态类似于一个地心偶极子场，在赤道和磁极附近分别近似水平和垂直，强度分别约为30000nT和60000nT。主磁场的长期变化主要表现在偶极磁矩衰减、地磁极移动，非偶极磁场的西漂和非偶极磁场的增强四个方面。地壳异常磁场起源于地壳和地幔最上部岩石的剩余磁化强度和感应磁化强度。其量级一般小于主磁场，典型异常值在地面约为200 nT
而热层风和磁层电磁过程也有一定贡献（Tarpley，1970；Richmond，1989；Torta et al.，1997）。空间上，Sq随地方时和纬度而变化。如图1.3 所示，日侧区域的变化大而快速，夜侧区域的变化小而缓慢。在磁赤道附近，Sq变化幅度非常大，被称为洪伽约现象；在中低纬度地区，磁场不同分量关于磁赤道呈对称或反对称分布；而在高纬度地区和极区附近，磁场分布与中低纬度有明显差异，可能表明该区域Sq有不同的起源（Campbell，1989；1997）。时间上，Sq变化幅度与季节和太阳活动周期有关
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京地区地磁场Sq强度的季节变化和长期变化[J]. 吴迎燕. 地球物理学报. 2018(09)
[2]Sq指数的周期变化分析[J]. 吴迎燕,徐文耀,陈耿雄. 地球物理学报. 2012(03)
[3]亚暴期间电离层场向电流的分布特征——CHAMP卫星观测[J]. 王慧,毛丹丹,马淑英,H.Luehr. 地球物理学报. 2010(06)
[4]强磁暴期间场向电流分布及其对行星际条件的响应:CHAMP卫星观测[J]. 王慧,马淑英,H.Luehr,周云良,党戈. 科学通报. 2006(24)
博士论文
[1]磁层—电离层大尺度电流体系研究[D]. 唐斌斌.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2011
[2]三维非对称磁层顶模型建模研究[D]. 林瑞淋.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2009
本文编号：3242827
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3242827.html
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