不同行星际磁场条件下极向运动极光结构的多手段联合观测

利用北极黄河站三波段全天空成像仪(ASI)的高分辨率的地面极光观测数据,联合欧洲非相干散射雷达(EIS-CAT)Svalbard雷达(ESR),超级双子极光雷达网(SuperDARN)雷达等观测,研究了发生在2003年12月22日0900—1010 UT时间段内极区电离层极光和等离子体的变化特征。研究发现在不同行星际磁场(IMF)条件下,黄河站极光ASI均观测到了一系列极向运动极光结构(PMAFs),其特征为极光在赤道向一侧点亮后向高纬扩展。这些PMAFs都伴随有明显的粒子沉降特征,且在IMF北向时该粒子沉降能达到更低的电离层E层区域,而此时这些PMAFs相应位置的高纬电离层出现了一个典型反向对流涡,这是高纬(尾瓣)重联的典型特征之一。这些结果表明北向IMF条件下的这些PMAFs是由高纬重联所产生。在IMF南向时,黄河站观测到的PMAFs可跨越更广的地磁纬度,表明其演化时间亦较长,其相应区域的电离层特征也表明该PMAFs由日侧磁层顶低纬磁重联所产生。

极向运动极光结构和喉区极光光学观测特征的对比分析

利用中国北极黄河站高时间分辨率的三波段全天空成像仪极光观测数据,联合太阳风和行星际磁场等观测,分析了极向运动极光结构(PMAFs)和喉区极光的形成及演化特征.研究发现:一系列PMAFs与喉区极光事件同时出现在观测视野中,其中PMAFs主要发生在日侧极隙区极光卵赤道向边界的极向一侧,沿东西方向分布,点亮后向高纬运动;喉区极光紧靠PMAF一侧发生,从极光卵赤道向边界向低纬延伸,沿南北方向分布,点亮后向高纬偏西方向运动;观测期间PMAFs发生频率高于喉区极光;当PMAFs与喉区极光同时出现时,PMAFs可以与喉区极光几乎同时出现或略晚于喉区极光出现,持续时间较喉区极光短.观测结果表明:与PMAF相对应的磁层顶重联过程和与喉区极光对应的磁层顶凹陷导致的磁重联过程在日侧磁层顶上的相邻区域分别发生,两种极光事件的形成过程相对独立,可能不存在相互触发关系.

2004年2月11日Cluster卫星和CUTLASS雷达同时观测的磁通量传输事件

本文分析了2004年2月11日11：00-11：40UT期间Cluster卫星簇的磁通门磁力计（FGM）、等离子体电子及电流试验仪（PEACE）和CUTLASS芬兰雷达对多个磁通量传输事件（FTEs）的同时观测.在此期间,Cluster卫星簇位于北半球外极隙区附近,并于11：18UT左右穿出磁层顶进入磁鞘,四颗卫星同时观测到了多个FTEs,其出现具有准周期性,周期约为130s.利用Cluster四颗卫星的多点同时观测数据,采用最小方向微分法和时空微分方法,我们推断这些FTEs是尺度大小约为（0.87-1.81）RE的准二维结构,其运动方向为东北方向,与Cooling模型预测方向基本一致.CUTLASS芬兰雷达在相应的电离层区域观测到了明显的＂极向运动雷达极光＂结构,这些结构与Cluster卫星簇观测的FTEs有着很好的对应关系,它们是FTEs的雷达观测特征.