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地球磁层等离子体团及通量绳结构的形成与发展研究.pdf
- 在向阳面磁层顶，行星际磁力线与地球磁力线通过瞬态磁重联相互连接，形成通量绳结构，成为太阳风向地球磁层传输粒子、动量和能量的重要通道。亚暴事件中，储存于磁尾的能量通过一个或多个等离子体团的排放而逐渐释放。据估计，通过等离子体团及与之相关的快速尾向流，释放的能量约为1015J，与亚暴期间向极光电离层释放的能量具有相同的量级。近年来国内外学者分析ISEE，Geotail，IMP-8，ClusterⅡ等卫星资料，发表了很多有关磁层项通量绳结构和磁尾等离子体团的统计分析、理论模型和模拟研究的文章。磁层等离子体团及通量绳结构的形成和发展已成为当前磁层物理研究中的重要课题。 本文在回顾地球磁尾等离子体团和磁层顶通量绳结构的观测和研究现状的基础上，运用2.5维MHD模拟，研究地球磁尾和向阳侧磁层顶磁场重联过程。以此为基础，我们借助于磁螺度，研究地球磁尾不同类型等离子体团型结构的形成机理，探讨向阳侧磁层顶具有扭转拓扑位形的通量绳结构的形成和发展。 地球磁尾越尾磁场分量By正比于行星际磁场By分量，亚暴期间磁尾By分量变化很大，这是熟知的观测事实。2.5维MHD模拟表明，地球磁尾不同拓扑位形磁结构的形成与具有不同By初始分布的非稳态驱动重联有关。本文第三章以上述模拟研究为基础，对地球磁尾不同类型磁结构的形成作磁螺度分析。结果表明，对于由施加在边界上的电场产生的驱动重联过程，通过系统边界输运的磁螺度通量，是引起系统内总磁螺度H和磁螺度密度h分布变化的直接原因。对于不同的初始磁螺度密度h分布，磁螺度通量输运可以引起磁尾中性片区域磁螺度密度h分布的不同演化，从而导致不同类型磁结构，如具有通量绳核心的磁结构、闭合环形等离子体团以及气泡型等离子体团的形成。 本文第四章运用2.5维MHD模拟，研究向阳侧磁层顶驱动重联过程。数值结果展示了在重复出现的等离子体团型结构中心，磁场强度B和磁场By分量明显增强。而且，通量管中心处By分量的变化值△By和周围By具有相同的符号，即△By/By＞0。上述结果与卫星穿越FTE通量管的观测特征基本相符。本文运用磁螺度原理，研究重联磁通管扭转拓扑位形的发展。研究发现，计算域内总磁螺度随时间的增长取决于经系统边界输入的磁螺度通量。
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向豆丁求助：有没有磁层?
