基于多尺度边缘约束的重力场信号的向下延拓

利用多尺度边缘检测理论 ,研究改善重力场信号向下延拓稳定性的新方法 .简要介绍了小波多尺度边缘检测的基本原理 ,以EGM96重力场模型为例分析了地球重力场的多尺度边缘 .提出了基于多尺度边缘约束的向下延拓方法 ,并给出了模拟算例 .计算结果表明 ,利用多尺度边缘约束改善向下延拓的稳定性是可行的 ,在观测值信噪比较差的情况下该方法的效果尤为明显 .

磁暴期间亚极光区极化流(SAPS)的DMSP观测与RAM模拟的比较研究

亚极光区极化流(Subauroral Polarization Streams,SAPS)为快速流动的西向等离子体流,位于昏侧-子夜前亚极光区,是磁层-电离层-热层耦合的重要过程之一.本文利用密西根大学的RAM(Ring current-AtmosphereInteraction Model)模型对一次典型磁暴期间发生的SAPS事件进行了模拟,并与DMSP卫星观测值进行了比较.结果表明:模拟结果能大致反映观测现象;模拟得到的SAPS峰值速度所在纬度随磁暴时间的变化与观测值有较大差别;SAPS速度观测值在约18:00 UT和约20:00 UT左右出现两个峰值,而模拟值只有一个峰值,出现在约18:00 UT,主要原因是模型对亚暴过程的模拟存在不足.

三维太阳风结构的Ulysses观测和MHD模拟的比较研究

Ulysses从1994年9月到1995年6月第一次对日跨极飞行期间,发现除赤道附近±20°的区域为300～450km/s的低速太阳风以外,其余为中高速太阳风,而在±40°以上为700～870km/s的高速太阳风,而且低速太阳风与高速太阳风之间的过渡面很陡本文用三维磁流体力学(MHD)数值模型对Ulysses在太阳活动极小期观测到的太阳风大尺度结构进行了模拟这一模型将计算区域分为1～22Rs和18Rs～1 AU两部分,并将具有总交差减小(TVD)特性的Lax-Friedrich格式和MaccormackⅡ型格式结合起来.我们根据太阳光球磁场的视向分量观测确定初始磁场,并在MHD方程组中加入体积加热项,进行三维MHD模拟数值结果再现了上述观测到的大尺度太阳风结构的主要特征,与Ulysses观测基本相符这一工作说明初始磁场以及体积加热可能控制着高低速太阳风的分布。

强磁暴期间场向电流分布及其对行星际条件的响应:CHAMP卫星观测

利用CHAMP卫星磁场测量数据,研究2003年11月超强磁暴期间顶部电离层全球大尺度场向电流分布特征及行星际条件的控制作用.结果表明:(1)磁暴期间场向电流密度比平静期大大增强,昼与夜及冬与夏半球不对称;(2)发现沿纬度积分的场向电流密度主要受太阳风动力学压强而不是行星际磁场的控制;(3)磁暴期间场向电流低纬边界向赤道扩展,最低可达45°MLat;向阳侧此扩展直接受南向行星际磁场Bz的控制,相应的行星际-磁层-电离层作用时间尺度约25min;当南向IMFBz小于?30nT时,场向电流朝赤道的扩展出现非线性饱和;而在背阳侧,这一扩展及恢复,比行星际参数的变化滞后约3h,但与表征磁层环电流的Sym-H指数几乎同步变化;(4)磁暴主相期间,背阳侧强场向电流纬度分布范围达25°以上,并出现多达10片以上的多电流片结构.

极区电离层O^+上行的时空分布:平静期FAST卫星观测

分析FAST卫星能量离子测量数据,首次得到2000～4200km高度范围平静期电离层O+上行的时空分布图像.结果表明,磁正午前的极尖/极隙区是低能O+上行发生最频繁的区域;黎明前等离子体对流的低纬边界区域是高能O+上行发生率最高区.无论能量高低,在平静极光椭圆边界之外的较低纬度宽阔时区上存在较频繁的O+上行.午夜前21:00～22:00MLT极光椭圆带的上行O+携有较强的能通量,其中高能O+在靠近极盖边界处上行能通量特别强.在所分析的2000～4200km高度范围,上行O+离子锥发生率显著高于离子束;离子束在3000km高度以下极少出现,而离子锥较均匀地在各高度都有发生.