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弓激波和磁层顶是太阳风和地球磁层相互作用形成的磁层大尺度结构,其位置位形的研究对理解太阳风和磁层耦合的物理过程以及空间天气预报具有重要意义,因此,也是人们一直关心的研究课题。本文利用全球磁流体力学(magnetohydrodynamics,简称MHD)数值模型研究了行星际磁场(interplanetary magnetic field,简称IMF)条件对磁层大尺度结构位形的影响。 (1)我们利用全球MHD数值模型对行星际磁场引起的磁尾扭转进行了研究。模拟结果显示,磁尾横截面沿靠近行星际磁场方向的某一方向拉伸;拉伸方向随行星际磁场方向、强度以及离开地球的位置距离的改变而发生扭转;通过多参数拟合,我们给出了扭转角度与影响因素间的定量变化关系。此外,我们也分析了磁尾电流片随行星际磁场变化的扭转,模拟显示电流片与磁尾磁层顶有相似的扭转规律,只是电流片扭转的幅值较小。与观测结果对比,我们的模拟结果基本落在前人观测得到的统计平均范围内。这也证实了我们所得结果的可靠性。 (2)利用全球MHD数值模型,我们考察了行星际磁场时钟角对弓激波位形的影响,包括对弓激波的旋转不对称性和日下点位置的影响。行星际磁场准北向(z分量Bz>0)条件下,由于快磁声波马赫数的影响,弓激波不是旋转对称的,其横截面是一个长轴在垂直行星际磁场方向的椭圆;椭圆半轴长(统指半短轴长和半长轴长)间的差值或比值可用于描述弓激波旋转不对称性的程度;通过多参数拟合,我们给出了半轴长与时钟角和离开地球的位置距离间的定量变化关系。行星际磁场准南向(Bz<0)条件下,在快磁声波马赫数和磁层顶的综合影响下,弓激波截面表现为高度不对称,是一个不规则的几何形状。时钟角对弓激波日下点位置的影响主要取决于磁层顶日下点位置的改变。Bz>0的情况,弓激波日下点位置随时钟角增大而远离地球;Bz<0的情况,弓激波日下点位置随时钟角增大而靠近地球。