本文關(guān)鍵詞：地磁暴環(huán)電流演化的地面臺站監(jiān)測分析和數(shù)值模擬研究　出處：《中國科學院國家空間科學中心》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本文主要基于多點數(shù)據(jù)分析方法,利用地磁臺站數(shù)據(jù),研究了環(huán)電流的演化,以及計算了新定義的對稱和不對稱指數(shù)。另一方面基于粒子在電磁場中的運動規(guī)律,建立了磁暴期間環(huán)電流粒子分布的近似理論模式,從而研究了暴時環(huán)電流通量分布。1.基于多點數(shù)據(jù)分析方法,利用全球分布的六個地面地磁臺站的觀測數(shù)據(jù),計算得到了擾動場的空間梯度�；诖藬_動場的梯度,并假設在近地空間地磁擾動近似呈線性變化,我們定義了物理意義更明確的磁暴對稱和不對稱指數(shù),研究了環(huán)電流的演化。實際計算結(jié)果顯示,新定義的磁暴對稱指數(shù)通常與經(jīng)典傳統(tǒng)定義一致。新定義的磁暴不對稱指數(shù)與傳統(tǒng)定義基本一致,具有相同的變化趨勢。地磁擾動場梯度的反方向指向部分環(huán)電流極大值的位置。對于中等強度和強磁暴,磁暴主相和恢復相早期,部分環(huán)電流極大的位置維持于昏側(cè)磁地方時18時處。在恢復相后期,環(huán)電流極大值位置會西向漂移。對于超強磁暴,部分環(huán)電流極大的位置呈不規(guī)則變化,會移動至向陽面。2.假設在近地空間地磁擾動近似呈線性變化,基于多點數(shù)據(jù)分析方法,選取了分布于地球東半球的18個中低緯地磁臺站,重新計算了擾動場的空間梯度,得到了磁暴對稱和不對稱指數(shù),同時研究了環(huán)電流的空間分布和時間演化。結(jié)果顯示,由東半球18個臺站得到的磁暴指數(shù)與由全球六個臺站得到的指數(shù)以及Kyoto標準指數(shù)均一致。最后,利用局部三個臺站(HER、KAK和SJG)的觀測數(shù)據(jù),計算了1952年至1956年五年的磁暴對稱和不對稱指數(shù)。對于1952年至1956年的磁暴指數(shù),利用三個臺站和全球六個臺站計算的磁暴指數(shù)之間有很好的相關(guān)性。因此,在早期缺乏足夠臺站觀測數(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中的運動規(guī)律,以及第一和第二絕熱不變量守恒,推導了環(huán)電流粒子能量、投擲角、磁殼指數(shù)和方位角隨時間的變化方程;得到了在暴時環(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。地磁擾動越強,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。
【學位授予單位】：中國科學院國家空間科學中心
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P353

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本文編號：1324466