水星内磁层等离子体带及电流体系

水星是太阳系中离主星最近的和最小的类地行星,它具有独特的空间环境.水手10号(Mariner 10)确认水星拥有全球性内禀偶极磁场和磁层.但是由于早期观测有限,人们通常将水星磁层简单地视作地球磁层的缩小版来研究.不过,在信使号(MESSENGER)访问水星之后,人们认识到水星和地球的空间环境有巨大差异.通过更深入的分析研究,人们发现在水星内磁层中,夜侧磁赤道面附近有带状的等离子体分布,并且该等离子体带可能与多种磁层电流体系(分叉环电流、亚暴电流楔和东向电流等)密切相关.在贝彼哥伦布(BepiColombo)计划揭开水星研究的新篇章之际,本文回顾近些年来与水星内磁层等离子体带及相关电流体系有关的研究,并指出相关研究将是未来水星空间环境的前沿热点.

地磁低点位移与地磁场等效电流体系关系的初步研究

利用地磁内外源场分离的方法,反演得到了1997年11月8日玛尼地震和1998年1月10日张北地震前地下和空间等效电流体系的演化图象,并分析研究了地磁低点位移出现前后等效电流体系变化特征.结果表明,内、外场等效电流体系的变化与地震"低点位移"异常现象有着内在的联系,等效电流体系变化可能是地磁低点位移异常现象产生的原因之一.随着我国地磁台站的加密建设,势必可以得到更为精确的地磁场等效电流体系的演化特征,更有利于地震预测的研究.

汶川8.0级地震前地磁低点位移与内外源S_q等效电流体系关系的研究

本文利用球谐分析方法构建内外源Sq等效电流体系反演模型,对2008年汶川8.0级地震前的4月24日及5月9日两次地磁低点位移日前后共10日的内外源Sq等效电流体系进行逐日反演,并结合Dst磁暴指数分析研究地磁低点位移和电流体系之间的关系。研究发现:低点位移发生当日内外源等效电流体系南北半球电流涡中心强度都有减小的趋势,且内源场减小的幅度更大。低点位移发生日内源等效电流体系电流涡中心可能会发生纬向偏移现象。

Sq外源和内源电流体系的经度效应和UT变化

根据ＩＧＹ／ＩＧＣ期间全球地磁台网以及中国地磁台站的资料，计算出每－ＵＴ小时的Ｓｑ外源和内源电流体系．对Ｓｑ电流体系ＵＴ变化和经度效应的分析研究表明，Ｓｑ外源电流体系的空间图案没有显著的ＵＴ变化，电流涡焦点的地理纬度与磁赤道有密切关系，其变化范围，北半球为２５°－３５°Ｎ，南半球为３０°－４２．５°Ｓ．外源电流总强度的平均值为２２９ｋＡ（北半球）和１７３ｋＡ（南半球），其变化范围为±５０ｋＡ（北半球）和±４０ｋＡ（南半球）．Ｓｑ内源电流体系的图案和强度有显著的ＵＴ变化，电流体系焦点纬度有类似于外源电流系的变化．在大西洋、印度洋、北太平洋地区，内源电流体系的总强度明显小于大陆地区的内源电流强度，表明这些大洋地区上地幔电导率低于大陆地区．

1998年5月磁暴磁层电流体系的地磁效应分析

低纬度地区地磁场的短时变化主要由以下电流体系产生 :电离层发电机电流(IDC)、对称环电流 (SRC)以及由部分环电流和Ⅱ区场向电流及其电离层回路组成的内磁层三维电流体系 (PRFI) .此外 ,由Ⅰ区场向电流及其电离层回路组成的电流体系 (FACI)所产生的低纬地磁场也是不可忽略的 .本文针对 1 998年 5月 1— 6日的大磁暴 ,首先利用多个同子午线台站对的数据分离并消去由IDC电流产生的Sq场 .然后 ,通过线性建模分离其他电流体系产生的磁场成分 .结果表明 :(1 )发生在 5月 1— 6日的磁暴可以分为两个过程 ,PRFI和FACI电流体系在 1— 3日不明显 ,在 4— 5日伴随着亚暴强烈发生 .(2 )SRC的变化情况在第一阶段同Dst指数相似 ,在第二阶段明显滞后于Dst指数 .(3 )在 5月 4— 5日 ,PRFI在SRC之前增强 ,随着PRFI和FACI的恢复 ,SRC开始增强 .

地磁内、外源场分离及其强震前内、外源电流体系的演化特征

利用地磁内外源场分离方法,反演1997年11月8日玛尼地震前地下和空间等效电流体系的演化图像,分析了地磁低点位移出现前后等效电流体系变化特征。结果表明:内、外场等效电流体系的变化与地震"低点位移"异常现象有着内在的联系,等效电流体系变化可能是地磁低点位移异常现象产生的原因之一。

Sq内外源电流体系中国地区变化特征

利用球冠谐分析法对2009年我国35个绝对观测地磁台站的Sq太阳静日变化进行内外源场分离,反演得到三个劳埃德季节(冬季D,分点E,夏季J)相应的内、外源等效电流体系,结果表明Sq外源电流体系在该区域D、E、J三个季节的电流涡中心强度分别为56.2kA、137.7kA、137.9kA,电流涡中心位置的地方时由冬季的1124LT前移至夏季的约1030LT;Sq内源电流体系在该区域D、E、J三个季节的电流涡中心强度分别为21.1kA、63.4kA、72.7kA,电流涡中心位置的地方时由冬季的1100LT前移至夏季的约1000LT.

内磁层电流体系的地磁效应

对Ⅱ区场向电流及其伴随的部分环电流和电离层电流组成的内磁层三维电流体系(PRFI电流系)的磁场效应进行了数值计算.这一三维电流体系在中低纬度地面产生的磁场呈现出特殊的纬度分布:X分量几乎不随纬度变化,Y分量随纬度增高近似呈线性变化.这些特征明显不同于对称环电流的磁场分布特征(X∝ cosφ,φ是纬度,Y=0),也不同于DP2、S_q、L等电流体系的磁场分布特征.利用这一特征我们可以从地磁台子午链观测到的磁场扰动中分离出PRFI电流系的贡献.用1989年3月磁暴的实例检验了上述模型,观测结果与理论结果符合得很好.分析结果还表明,最大的D_(st)指数并不一定对应着最强的对称环电流.

中低纬度电离层大尺度电流体系空间结构的稳定性

本文在Hibberd方法的基础上提出了一种分离变化磁场几种主要成分的方法,使用这种方法可以定量地给出每天S_q型变化、D_(st)变化和其他不规则变化。用东亚地磁台链资料进行了检验,结果表明:中低纬度电离层S_q型电流体系的空间结构相当稳定,即使在磁暴期间,该电流体系的结构也无十分明显的变化;磁扰期间复杂的地磁变化主要来自磁层环电流、场向电流和高纬度电离层电流:S_q逐日变化主要表现在幅度上,这反映了电离层发电机电流体系具有较稳定的空间结构和逐日变化的强度。

极区地磁亚暴等效电流体系的本征模分析

亚暴是空间天气预报非常关注的磁层事件一般来说， 每一次亚暴事件都包含“直接驱动过程”和“卸载过程”两物理机制的贡献， 它们分别对应磁层大尺度对流过程和亚暴电流楔形成过程为了定量地分离这两种过程所对应的电流体系， 本文使用自然正交分量法对每一时刻的极区电流体系进行本征模分析， 试图得到两种过程所对应的特征电流图案及其随时间的变化分析结果表明， 第一本征模的电流图案呈双涡结构， 对应于“直接驱动过程”， 第二本征模的电流图案反映了极光带西向电集流的基本特征， 对应于“卸载过程”前者无论在平静期间， 还是亚暴期间始终存在， 其强度从亚暴增长相开始增加， 膨胀相期间快速增长， 恢复相期间逐渐减小； 后者在平静期间几乎为零， 亚暴增长相期间变化不大， 直到膨胀相开始才迅速增长， 恢复相期间逐渐减小根据上述分解， 可以对目前普遍用来描述亚暴强度的ＡＥ指数进行修正，

南极区和北极区高空电流体系的比较研究

本文用ＩＧＹ／ＩＧＣ期间全球地磁台网的资料计算出地磁太阳日变化（Ｓ）和太阴日变化（Ｌ）的电流体系，对比分析了南极区与北极区电流体系的特点。分析表明：（１）两极区的外源电流体系存在明显差别，这反映了产生该电流系的发电机过程（对Ｓ和Ｌ）和场向电流（对Ｓ）的不同。两极区磁场结构的特征可能是导致这一差异的根本原因。（２）两极区内源电流存在明显差异，这一方面归因于外源施感场（电流）的差异，另一方面也反映了两极区地下电导率的不同。分析表明，从总体来看。

空间和地下电流体系演化与地磁低点位移关系的研究

地磁场“日变化”是地球变化磁场的重要组成部分，是地球物理学地磁观测中的基本规律之一。起源于太阳辐射在电离层中产生的电流体系的影响，其中静日变化的规律性最强，它包含着空间和地球内部各种电磁过程丰富的信息。地磁低点位移现象实质就是地磁垂直分量日变场相位畸变的反映。地震预测中的“地磁低点位移方法”是从地球物理的地磁观测移植到地震预测中发展起来的预报地震的方法之一。

电流体系辐射电磁场的简洁计算法

本文根据辐射电磁场的基本特征，提出一种简洁而有效的计算辐射电磁场的方法．

电荷与电流体系能量的非线性叠加

本文根据场能公式和利用场强线性叠加原理,严格证明电荷体系能量的非线性叠加;并给出能量叠加的数学形式。

电流体系在外磁场中的能量

在静磁学部分,曾遇到很多有关能量的概念，如电流体系在外磁场中的势能、相互作用能、总能量和互感能等。这些能量之间有何联系和区别？这是静磁学教材中的一个比较薄弱的环节，也是学生在学习中经常提出的问题．本文就此问题进行一些讨论。最后对《电动力学教程》（阚仲元编）中一个值得商榷的问题谈谈笔者的看法。

关于电流体系能量的探讨

本文根据场能公式和利用场强线性叠加原理 ,严格证明电流体系能量的非线性叠加 ;

地震地磁低点位移成因的一种可能机制

利用地磁内、外源场分离的方法,反演1998-01-10张北地震前地下和空间等效电流体系的演化图像,分析了地磁低点位移出现前后等效电流体系的变化特征。研究表明,内、外源场等效电流体系的变化与地磁"低点位移"异常现象之间存在着同步异常变化的内在联系,等效电流体系变化可能是地磁低点位移异常现象产生的原因之一。

全球电离层发电机方程的一种数值解法

为了将建立在赤道为对称面假设基础上的二维半球域对称）电离层发电机理论扩展到全球，本文在解发电机方程时，去掉赤道对称面这一假设条件和两极附加的边界条件，使通常的边值问题变成一种“无边界’问题．它更合理地描述了电离层发电机过程，而且可以给出半球发电机理论所不能给出的特征，例如，可以对Ｓｑ电流体系的ＵＴ变化、季节变化、非偶极子地磁场部分的发电机效应等南北半球不对称的情况进行数值计算．计算实例表示，在简单的赤道对称情况下，它可以复现二维半球（对称）发电机模型的结果．在不对称情况下，电流体系的强度、焦点位置、电流方向等显示出较为复杂的变化，而半球发电机理论则无法解释这些特征．

镜像系统和镜像天线

对电荷电流体系在理想导体平面所形成的镜像系统的各物理量作了全面分析 。

CYT-Ⅲ型大地电场岩性探测仪在中原油田的应用

CYT-Ⅰ型大地电场岩性探测仪是一种利用天然低频电磁波的探矿仪器,属非地震物化探技术。因它具有高灵敏度和高精度,能接收地下0～10000m深度范围内返回地面的低频电磁波信息,从而判断地下岩性界面、断层、油气水层等。该仪器具有轻便、施工灵活、成本低廉的特点,因而受到地质勘探界的青睐。文章介绍了该探测仪的基本结构和工作原理,并着重通过该仪器在中原油田的实际应用效果,对此项技术进行了综合评价,提出目前应用效果较好的三个勘探方向,以图为油气资源的综合勘探开发开辟一条新的途径。