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本论文基于多卫星探测方法对亚暴期间极区和磁尾区域场向电流进行了研究和分析,论文分为三大部分。 第一部分涵盖前两章,第一章中简要介绍了亚暴现象及物理过程,并介绍了极区场向电路、越尾电流和亚暴电流楔大尺度空间电流相关背景知识;第二章中对MMS和Swarm卫星计划进行了简要说明,并介绍了多点卫星探测方法和卫星数据来源。 在第二部分分析了2016年7月1日07:00UT-10:00UT发生的一次中等亚暴事件。在此次亚暴事件中,MMS四颗卫星在磁尾午夜区距地球11RE位置处呈四面体结构,而Swarm三颗卫星以90分钟左右的周期在极轨轨道运行。在亚暴发生后,在电离层高纬度Swarm卫星依次观测到极区场向电流的突然增大,并且夏季半球数值明显高于冬季半球,单卫星和双星联合观测的结果是几乎一致的,原因是极区电流片的运动主要是沿着极轴运动,移动幅度不大,而且近地卫星的飞行速度远大于电流片的移动速度,所以单卫星就可以测得场向电流的方向和大小,MMS卫星在亚暴膨胀相峰值期间测得磁尾磁场扰动,磁场梯度急剧增大,并产生场向电流。单位磁通磁尾场向电流密度远大于单位磁通极区场向电流密度,磁尾电流完全可以驱动极区场向电流。 在第三部分探讨了磁尾涡旋运动与场向电流形成之间的关联,从理论上分析,涡旋运动是驱动亚暴电流楔中惯性电流形成的原因之一,本文利用多卫星探测方法计算出卫星中心处的涡度。在MMS运行第一阶段,我们利用电漂移速度计算涡度,发现场向电流与涡度有着很好的对应关系,即顺时针运动的涡旋产生向上的电流,逆时针运动的涡旋产生向下的电流,但是在数值上没有看到明显的对应关系,利用固体旋转模型计算得到的电流密度与实测数据差距很大。在2017年6月16日的亚暴事件中,我们利用电漂移速度、电子速度和离子速度分别计算了涡度,但是发现利用电漂移速度可以看到涡旋运动,而利用电子和离子速度并不能看到明显的瞬时涡旋运动。 本文尝试利用多卫星联合观测就不同区域场向电流之间的关联及驱动原因展开研究,其结果可以为亚暴电流楔的起源与特征提供新的线索和思路。