地质地球所分析出地球磁尾电流片磁场结构特性

2011-11-02 15:02 来源: 中国科学院
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  地球磁尾电流片是地球磁尾磁场反向过渡的结构区域,通常被认为是地球磁层磁能释放、地磁亚暴活动触发的关键区域。

  中科院地质与地球物理研究所地磁与空间物理研究室电离层物理学科组博士后戎昭金与合作导师万卫星研究员等利用Cluster多点卫星星簇探测及相关数据分析方法,对距地心15-19个地球半径(RE)范围内的磁尾电流片中心处的磁场结构分布特性(包括电流片中心处的磁场,磁场几何结构,电流片空间位形,电流密度等物理量)作了较为系统的统计分析。他们发现,在磁尾电流片中心处,平均而言,在磁地方时~21:00–~01:00范围内,磁场南北分量(Bz,3-5nT) 及磁场强度(Bmin,5-7nT) 普遍较弱,磁场南向信号出现概率较高,磁场曲率半径 (Rc,min,0.6-1RE)和中性片半厚度 (h,0.2-0.4RE)较小。这表明,磁尾电流片的磁场结构存在明显的晨昏不对称性,也即在磁地方时~21:00 –~01:00范围内,电流片相对较薄,在该区域磁尾磁场能量容易被触发释放。相应的若将该区域映射到极区电离层,那么对应亚暴极光活动在磁地方时~21:00 –~01:00范围内的发生概率也会相对较高。这与之前其他学者对亚暴极光成像统计分布的观测是相一致的。

  此外,他们还统计证实了磁场曲率半径Rc,min,中性片半厚度h及磁力线滑移角δ之间存在几何关系h= Rc,min cosδ。从观测上发现越尾电流密度方向(大小约4~8nA/m2)基本沿磁尾电流片切向方向由晨侧“西向”流向昏侧方向。

  该研究成果近期发表在国际知名的地球物理学领域期刊Journal of Geophysical Research上(Rong et al. Statistical survey on the magnetic structure in magnetotail current sheets. Journal of Geophysical Research, 2011,116, A09218, doi: 10.1029/2011JA016489)。

  原文链接

 

图1:磁尾电流片中心处磁场曲率方向和副法线方向分别在XY平面和YZ平面上的投影

 

图2:电流密度矢量方向在在XY平面和YZ平面上的投影