一次磁层亚暴期间磁场偶极化的尾向传播

利用TC1、Cluster和Polar结合极光和同步高度及地磁的观测,研究了2004年9月14日1730～1930UT时间段的亚暴偶极化过程.此前行星际磁场持续南向几个小时.亚暴初发(Onset)开始于1823UT.2min之后,同步高度的LANL-02A在子夜附近观测到了明显的能量电子增强(Injection)事件,而TC1在1827UT左右在磁尾(-10,-2,0)RE(GSE)观测到了磁场BX的突然下降,伴随着等离子体压强和温度的突然增加及磁场的强烈扰动.在(-16,1,3)RE(GSE)的Cluster上相同的仪器观测到相同的现象,只是比TC1观测到的晚大约23min,在1850UT左右.虽然Polar在更靠近地球的较高纬度(-7.5,3.5,-4.0)RE(GSE)附近,也在1855UT左右观测到了这种磁场偶极化现象.以上的观测时序表明TC1、Cluster观测到的磁场偶极化比亚暴偶极化初始发生分别晚4min和27min.说明偶极化由近磁尾向中磁尾传播.详细计算表明偶极化源区的位置大约在X=-7.7RE～-8.6RE,而传播速度大约为70km.s-1.在这个事件中亚暴的物理图像可能是中磁尾的近地重联产生的地向高速流到达近磁尾,为近磁尾的亚暴触发创造了条件;亚暴在近磁尾触发之后,磁场偶极化峰面向中磁尾传播.

Cluster星簇对中磁尾尾瓣持续磁重联观测研究

当行星际磁场持续南向时, 磁尾尾瓣区积蓄大量的磁能, 出现强的晨昏电场.此时中磁尾磁重联进行得深入持久, 在等离子体片闭合磁场和等离子体被带出重联区之后, 尾瓣区的磁场和等离子体不断进入重联区, 这种重联过程称之为'持续尾瓣重联'(CLR).分析2001～2003年期间欧空局Cluster星簇对中磁尾的观测数据, 发现CLR除导致磁场形态改变和产生高速流外, 重联区出现空泡, 多数空泡中等离子体密度和温度下降两个数量级(少数为一个数量级).空泡结束后, 密度较重联前低, 温度略有升高.CLR的持续时间一般为几十分钟, 它同行星际磁场持续南向发生的强亚暴有很好的相关性.

尾瓣持续磁重联与磁层亚暴相关性研究

根据尾瓣持续磁重联的特征,首先利用Cluster星簇测量的近地磁尾等离子体密度、温度、整体运动速度、磁场等数据,确认尾瓣磁重联过程的存在;其次,利用GOES,LANL等同步高度卫星数据,极光数据以及地面观测的AE指数等描述亚暴突发(onset)现象;结合上述两方面的观测,进而分析研究了尾瓣持续磁重联和磁层亚暴的相关性和时序关系,确认了尾瓣持续磁重联是行星际磁场持续南向期间亚暴膨胀相突发的原因.