极区电离层电流与极光电集流指数关系的定量分析

极区电离层电流体系主要是由场向电流产生的,在平静状态下,极区电流由一对晨昏电流涡组成,而当亚暴发生时,强度为几百万安培的西向电集流造成极区地磁场的剧烈扰动,极光电集流的强度通常用极光电集流指数AL,AU,AE和AO来描述,本文用国际磁层研究计划(IMS)执行期间,由北半球71个高纬地磁台的资料所得到的极区电流函数,定量分析极区电流特征与极光电集流指数的关系,研究结果表明,AL,AU指数与AE指数有很好的线性关系,所以可以用AE(乘以适当比例因子)近似代替AL和AU,AE指数可以近似表征极区总电流以及晨昏电流涡强度,定量分析表明,AE指数的1 nT对应极区总电流1000 A.AE指数与最大西向电流密度有很好的正比关系,AE指数的1 nT对应地磁子夜最大西向电流密度1 A/km,在夜间扇区的不同地方时,电流密度随纬度变化的趋势大体相似,最大西向电流密度一般位于地磁子夜附近和地磁纬度65°～70°处,而东向电流密度在80°附近达到极大值,分析还表明,就5min平均值而言,AE指数的饱和值约为700 nT,AL的饱和值约为-500 nT,所以,在研究磁层-电离层过程时,使用饱和值以上的极光电集流指数需十分谨慎。