太阳风进入磁层及其效应的研究

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在行星际磁场北向情况下,Shi et al. [2013]利用Cluster卫星2002-2004年8-10月份观测数据,在地球背阳面高纬磁层区域发现了新的太阳风等离子体进入区域,位于极尖区背阳面的高纬度尾瓣。他们还发现,太阳风等离子体在该区的传输与高纬磁层顶的磁重联机制相吻合。基于Shi et al. [2013]的观测结果,本文我们利用Cluster卫星2001-2006年1-4月份观测数据,对另一不同季节的太阳风进入区事件进行了研究。结果发现,不同季节太阳风进入事件的发生率是相当的。并且,通过统计不同季节地球磁偶极轴偏转和行星际磁场条件对事件发生率的影响,我们发现,地球磁偶极轴偏转效应是影响进入事件南北半球不对称性分布的主要因素;而行星际磁场Bx分量则对冬季半球(即1-4月份的北半球)进入事件的发生占主导作用。此外,我们还统计了行星际磁场By对进入事件的影响,结果显示,行星际磁场By对进入事件的影响主要是随Bx的变化而变化,两者符合Parker Spril(帕克螺旋线)原理。基于对行星际磁场北向期间,太阳风进入磁层高纬尾瓣区域的研究,我们统计并分析了进入区中电子和离子的特性。结果显示,在56%的进入事件中电子投掷角分布存在各向异性现象,并且位于北半球的事件电子能通量表现为180。投掷角方向较高,而南半球事件电子表现为0。投掷角方向能通量较高,电子能量约为200eV,持续时间约几十秒。通过分析,我们发现它们应来自于电离层电子的上行,并且是一种稳定存在的空间结构。我们还分析了进入事件中电子上行对应的氧离子,氢离子,氦离子等运动特性,结果发现,在电子上行有时也伴随有离子的上行,相比电子上行,离子上行持续的时间更长。此外,我们还考察了进入事件中电子上行伴随的电场和磁场波动情况,对于电子上行的相关机制还有待于进一步的研究。
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