利用低轨道卫星地磁观测反演电离层电流概述

随着现代卫星技术的发展,携带高精度磁力计的低轨道卫星成为地磁场观测的重要手段,可以提供全球持续的磁场观测,而不受地面和低空天气条件的影响.空间电流,特别是电离层电流,是引起地表和低轨道卫星高度处磁场扰动的主要来源.本文简要介绍了低轨磁测卫星的发展历史和在轨定标流程与方法,回顾了电离层电流的起源、研究历史及产生机制,并详细介绍了利用卫星磁测数据反演电离层不同电流的方法.基于地基和卫星磁测对同一电流的分析结果并不总是一致的,有时会出现明显的差异.造成这些差异的原因可能与采用不同的数据源(比如地基与卫星、卫星与卫星之间)及反演算法中的假设有关.基于有限的观测,在反演中通常要对电流的几何形状和所在位置进行一定的假设,而这些假设可能并不完全满足实际电流的分布.因此,将地基台站和卫星磁测结合起来,通过对比和交叉验证,是检验和改进电离层电流反演算法中假设的合理性的一种有效手段.利用融合后的磁场观测数据,建立更准确的电离层电流反演算法,全面分析电流的形态学和气候学特征,建立以地球磁场信号为媒介的空间天气监测理论与方法,将有助于提升人们对电离层发电机理论、磁层状态以及电离层与磁层之间能量耦合途径等科学问题的理解.

Analysis of S^(p)_(q) current systems by using corrected geomagnetic coordinates

The S^p_q equivalent current system of the quiet day geomagnetic variation in the polar region is very complicated. It is composed of several currents, such as the ionospheric dynamo current and the auroral electrojet caused by the field aligned current. S p q is unsymmetrical in both polar regions. In this paper, the S p q current systems are analyzed in the corrected geomagnetic coordinates (CGM) instead of the conventional geomagnetic coordinates (GM), and the symmetries of the S p q current in different systems are compared. Then the causes of S p q asymmetry in the GM coordinates are discussed; the effects of each component in S p q are determined.

S_q(Y)的季节变化和场向电流

本文对中国东部地磁台站链地磁静日变化东向分量进行了分析,有结果表明,在冬、夏季清晨,南北半球之间存在着电离层发电机驱动的场向电流,其方向是从夏季半球到冬季半球;在黄昏,也可能存在方向相反的电流。

地面S_q磁场和场向电流的补充研究

地面Ｓｑ磁场的分析在一定程度上可揭示场向电流的存在，在赤道电射流区和低纬地区，某些日子的Ｙ分量或Ｄ分量Ｓｑ变化可明显地显示午间场向电流的存在。１９９０年１２月１１日Ｂａｃｌｉｅｕ，琼中、河内、Ｃｈａｐｓ、通海和成都等台的Ｓｑ（Ｄ）曲线清楚表明由冬季半球流向夏季半球的午间场向电流的影响。此外，本文还用（夏—冬）／２法分析了Ｓｑ（Ｚ）的资料，从中也可观察到午间及清晨场向电流的踪迹。

中国低纬地区地磁变化与赤道电射流

根据资料分析了中国低纬地区地磁场Ｈ分量的静日变化规律。结果表明，Ｈ分量日变幅在中午１２点左右达到最大值，在夜间达到最小值，而且，这种受赤道电射流影响的现象还随着季节和太阳活动变化而变化。

太阳静日电流焦点变化与地震活动带的关系

1研究背景太阳静日(Solar quiet,Sq)电流系统位于电离层约100 km高度的E层中,是大气潮汐与地球磁场耦合的所产生的一种电流系统,在北半球为逆时针涡旋电流。Sq电流是造成地面磁场产生日变化的主要原因。Duma和Ruzhin(2003)的研究结果表明,Sq电流变化和地震活动变化之间存在强烈的相互作用。这也适用于区域长期的地震变化和长期活动。Liu等(2020)发现,2011年日本东北大地震(MW 9.0)与Sq电流正异常相关。