极光电集流分布特征与太阳风参数的相关性研究

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在太阳风-磁层-电离层耦合系统中,太阳风能量向磁层的输入,导致地磁场产生扰动,甚至发生磁暴/亚暴等极端的空间灾害性事件。在此过程中,位于电离层并与场向电流形成回路的极光电集流强度和出现位置的变化,以及时常伴随的极光点亮和演化等现象,与磁层能量的输入和耗散过程密切相关,反映了磁层系统对太阳风输入能量的响应。本文使用多种观测资料分析研究极光电集流对不同行星际条件的响应特征,并对极光电集流和极光点亮的相关性进行简要分析,得到的主要结论如下:  (1)当行星际磁场南向时,随磁场强度增大,西向电集流中心向晨侧迁移的同时所处磁纬度有从69°到65.5°呈线性下降的趋势;东向电集流中心则向正午方向迁移的同时也会朝低纬度移动。  (2)磁重联输入磁层能量的变化会影响西向和东向电集流中心纬度的相对变化,当输入能量较大时,西向电集流中心出现在比东向更高的纬度,反之则出现在比东向电集流更低的纬度。  (3)虽然在行星际磁场北向时,西向电集流中心纬度整体上基本保持不变,东向电集流中心纬度甚至出现向低纬移动的趋势,但由于此情形下,输入磁层能量主要由似粘性作用控制,因此太阳风速度对电集流中心的纬度变化特征有显著的影响。当太阳风速度<500km/s时,东向和西向电集流中心纬度变化不明显,但随着太阳风速度增大,电集流中心纬度也呈现向低纬移动的趋势。  (4)尽管EPI表征的是极光沉降粒子能量,而极光电集流指数表征的是极光电集流的活动水平,但二者均能较好的反映极光电集流中心纬度的变化特征。  (5)极光点亮对应电离层电导率较大的区域,而西向电集流分布在电离层电场和电导率均较高的范围,西向电集流中心磁纬度和磁地方时与极光亮点中心磁纬度和磁地方时均不重合。  (6)对1998年2月28日的极光点亮事件的分析表明:西向电集流随着极光事件的发展从100nT增大到约400nT,而后又恢复至扰动前的水平;光子通量最大时相比于西向电集流强度最大时提早约10min。  (7)随着极光事件的发展,亮点中心刚开始有朝高纬移动的趋势,后来又转而向低纬迁移。极区基本恢复平静后,极光亮点中心纬度仍高于起始亮点所在的纬度。  
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