主相亚暴触发特征及磁暴与太阳极紫外辐射关系的研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xynady
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本论文中,我们利用多卫星和多地磁台站联合观测分析了两例主相亚暴的触发特征,线性拟合分析了第23和24个太阳活动周内太阳极紫外辐射与磁暴强度的相关性。本论文主要分为两个部分:第一部分,根据Cluster星簇、Double Star、LANL系列和THEMIS多卫星和多个地磁台站的观测数据,联合分析了2005年8月24日强磁暴(SYM-Hmin~-179 n T)主相期间的强亚暴(AEmax~3708 n T)和2014年8月27日中等磁暴(SYM-Hmin~-90 n T)主相期间的强亚暴(AEmax>1000 n T)的触发特征。首先,为分析2005年8月24日的主相亚暴,采用了OMNI、TC-2、LANL 1994-084、LAN L-97A和Cluster星簇卫星及8个中高纬地磁台站的观测数据进行分析,结果表明,该亚暴触发的时序特征为:(1)~09:40:10 UT,午夜后(00:52:30 MLT)同步轨道内((-6.0,-1.40,-0.89)RE),TC-2卫星观测到磁场偶极化;(2)~09:41:20UT附近,PGEO(295.88°/59.18°)和WHIT(277.73°/63.92°)地磁台站观测到的Pi 2地磁脉动;(3)~09:43:20 UT,午夜后(01:11:48 MLT)中磁尾((-17.75,-5.75,-0.59)RE),Cluster-1观测高速尾向离子流及随后的磁场BZ分量转向,出现磁场重联;(4)~09:44:30 UT,午夜前(22:33:34 MLT)同步轨道卫星LAN L1994-084((-6.11,2.42,0.78)RE)观测到质子无色散注入。由此可推测出该主相亚暴在同步轨道内,TC-2昏侧,可能由某种不稳定性触发,符合“由内向外”的触发模式。其次,为分析2014年8月27日主相亚暴,我们采用了OMNI、THEMIS-D(TH-D)和THEMIS-E(TH-E)卫星及两个THEMIS地磁台站的观测数据进行分析,结果表明,磁场偶极化从同步轨道内(TH-D)向同步轨道外(TH-E)膨胀,可推断出该主相亚暴同样符合“由内向外”的亚暴触发模式,并可能由近地等离子体片气球模不稳定性触发。2014年8月27日主相亚暴期间,TH-D两次在同步轨道内观测到伴随有尾向离子流和高能电子能通量同时增加的磁场偶极化,表明了在主相亚暴期间,内磁层有新的能量传输路径。第二部分,统计了第23和24个太阳活动周内的361个Dstmin<-50 n T的磁暴及相应的Dstmin前太阳10.7cm辐射通量F10.7pre的日观测值,线性拟合分析了Dstmin与对应的F10.7pre之间的相关性,其中,F10.7是表征太阳极紫外辐射强度和太阳活动水平的指数,结果表明:(1)第23个太阳活动周内太阳活动水平明显高于第24个太阳活动周,磁暴数量和强度不仅受太阳活动周期的不同阶段影响,亦可能受到太阳活动水平影响;(2)第23个太阳活动周内,随太阳极紫外辐射增强,强磁暴(-200 n T≤Dstmin<-100 n T)和大磁暴(Dstmin<-200 n T)出现的数量和相对发生率增大;(3)大磁暴主要发生在强太阳极紫外辐射条件下,大磁暴强度|Dstmin|与F10.7pre中度正相关,其相关性系数为0.532。由此可推断,太阳极紫外辐射通过电离层-磁层耦合可能对大磁暴有重要影响,这种影响可为空间天气预报提供重要依据。
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