磁层顶日下点距离R_0与磁暴D_(st)指数的相关性

利用2004—2006年ACE、WIND卫星观测的太阳风数据和相应时期反映磁暴大小的Dst指数,针对200个不同级别的磁暴事件,分析了磁层顶日下点距离R0与磁暴Dst指数的线性相关性。分析显示,在极端太阳风条件下,Dst指数时间序列比借助于Chao Model计算出的磁层顶日下点距离R0的时间序列延迟了约3h。经修正时间延迟后,对磁层顶日下点距离R0与磁暴Dst指数的线性相关性进行分析。结果表明:发生超级磁暴时,二者线性相关系数的均值为0.77;大磁暴时,线性相关系数的均值为0.74;中等磁暴时,线性相关系数的均值为0.47。此外,用最小二乘数据拟合得到了不同级别磁暴时的R0-Dst关系图。

太阳风压力系数的研究

利用全球磁流体力学(MHD)的模拟结果,研究了太阳风压力系数与上游太阳风参数和日下点磁层顶张角的相关性.在识别出日下点附近磁层顶位置后,通过拟合得到日下点附近的磁层顶张角.在考虑上游太阳风中的磁压和热压以及磁层顶外侧的太阳风动压的情况下,计算了太阳风压力系数.通过分析行星际磁场不同方向时太阳风动压在日地连线上与磁压和热压的转化关系,详细研究了太阳风参数和日下点磁层顶张角对太阳风压力系数的影响,得到以下相关结论:(1)在北向行星际磁场较大(Bz≥5nT)时,磁层顶外侧磁压占主导,南向行星际磁场时磁层顶外侧热压占主导;(2)太阳风压力系数随着行星际磁场的增大而增大,随着行星际磁场时钟角的增大而减小;并且在行星际磁场大小和其他太阳风条件相同时,北向行星际磁场时的太阳风压力系数要大于南向行星际磁场时的;北向行星际磁场时,太阳风压力系数随着太阳风动压的增大而减小,南向行星际磁场时,太阳风压力系数随着太阳风动压的增大而增大;以上结论是对观测结果的扩展;(3)最后,我们还发现太阳风压力系数随着日下点磁层顶张角的增大而增大.

基于MHD模拟数据的正午午夜子午面磁层顶位形研究

通过分析太阳风-磁层-电离层系统的三维全球磁流体力学(MHD)模型的计算数据,给出了正午-午夜子午面磁层顶位形的定量模型.分析表明,正午-午夜子午面磁层顶位形可以用文献[3]提出的基于卫星观测数据的、描述赤道面磁层顶位形的函数来描述.与赤道面磁层顶不同,正午-午夜子午面磁层顶位形更为复杂.在忽略极尖区(cusp)的简化条件下,磁层顶位形仍需利用两条曲线来拟合.太阳风动压D_p与行星际磁场分量B_z是控制磁层顶位形的主要因素.行星际磁场为北向时,磁场增强,日下点距离r_0增大;行星际磁场为南向时,磁场增强,磁层顶日下点距离r_0减小.整体而言,行星际磁场分量B_z由南转北时,r_0增大,且B_z对r_0的影响减弱.太阳风动压D_p是控制磁层顶日下点的主要因素,D_p增大,r_0减小.磁层顶位形的另一个参数磁层顶磁尾张角α,随着行星际磁场南向分量增强而增大,即磁层顶张开程度更加显著,更多的磁通量由向阳侧传输到夜侧;D_p增大,α略增大,这意味着D_p对磁通量由日侧向夜侧的传输也有一定的贡献.