發(fā)布時(shí)間：2017-12-23 15:39

  本文關(guān)鍵詞：地磁暴環(huán)電流演化的地面臺(tái)站監(jiān)測(cè)分析和數(shù)值模擬研究　出處：《中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本文主要基于多點(diǎn)數(shù)據(jù)分析方法,利用地磁臺(tái)站數(shù)據(jù),研究了環(huán)電流的演化,以及計(jì)算了新定義的對(duì)稱和不對(duì)稱指數(shù)。另一方面基于粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立了磁暴期間環(huán)電流粒子分布的近似理論模式,從而研究了暴時(shí)環(huán)電流通量分布。1.基于多點(diǎn)數(shù)據(jù)分析方法,利用全球分布的六個(gè)地面地磁臺(tái)站的觀測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算得到了擾動(dòng)場(chǎng)的空間梯度�；诖藬_動(dòng)場(chǎng)的梯度,并假設(shè)在近地空間地磁擾動(dòng)近似呈線性變化,我們定義了物理意義更明確的磁暴對(duì)稱和不對(duì)稱指數(shù),研究了環(huán)電流的演化。實(shí)際計(jì)算結(jié)果顯示,新定義的磁暴對(duì)稱指數(shù)通常與經(jīng)典傳統(tǒng)定義一致。新定義的磁暴不對(duì)稱指數(shù)與傳統(tǒng)定義基本一致,具有相同的變化趨勢(shì)。地磁擾動(dòng)場(chǎng)梯度的反方向指向部分環(huán)電流極大值的位置。對(duì)于中等強(qiáng)度和強(qiáng)磁暴,磁暴主相和恢復(fù)相早期,部分環(huán)電流極大的位置維持于昏側(cè)磁地方時(shí)18時(shí)處。在恢復(fù)相后期,環(huán)電流極大值位置會(huì)西向漂移。對(duì)于超強(qiáng)磁暴,部分環(huán)電流極大的位置呈不規(guī)則變化,會(huì)移動(dòng)至向陽(yáng)面。2.假設(shè)在近地空間地磁擾動(dòng)近似呈線性變化,基于多點(diǎn)數(shù)據(jù)分析方法,選取了分布于地球東半球的18個(gè)中低緯地磁臺(tái)站,重新計(jì)算了擾動(dòng)場(chǎng)的空間梯度,得到了磁暴對(duì)稱和不對(duì)稱指數(shù),同時(shí)研究了環(huán)電流的空間分布和時(shí)間演化。結(jié)果顯示,由東半球18個(gè)臺(tái)站得到的磁暴指數(shù)與由全球六個(gè)臺(tái)站得到的指數(shù)以及Kyoto標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)均一致。最后,利用局部三個(gè)臺(tái)站(HER、KAK和SJG)的觀測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算了1952年至1956年五年的磁暴對(duì)稱和不對(duì)稱指數(shù)。對(duì)于1952年至1956年的磁暴指數(shù),利用三個(gè)臺(tái)站和全球六個(gè)臺(tái)站計(jì)算的磁暴指數(shù)之間有很好的相關(guān)性。因此,在早期缺乏足夠臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的情況下,我們的方法是合理和有效的。3.基于帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,以及第一和第二絕熱不變量守恒,推導(dǎo)了環(huán)電流粒子能量、投擲角、磁殼指數(shù)和方位角隨時(shí)間的變化方程;得到了在暴時(shí)環(huán)電流粒子的通量分布。結(jié)果顯示,環(huán)電流質(zhì)子通量隨磁殼指數(shù)L的減小而增大。地磁擾動(dòng)越強(qiáng),環(huán)電流質(zhì)子能量越高,通量越大,注入越深。穩(wěn)態(tài)條件下,環(huán)電流質(zhì)子主要集中在昏側(cè)。非穩(wěn)態(tài)條件下,環(huán)電流質(zhì)子從最初的位于昏側(cè),逐漸西向漂移,從而形成部分環(huán)電流向環(huán)電流的轉(zhuǎn)變。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P353

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本文編號(hào)：1324466