高纬电离层电动力学-.docx

高纬电离层电动力学1、高纬电离层电动力学,共旋电场,在相对太阳静止的参考系中测量到的电场为：其中为地球自旋的角速度〔每小时15度〕,,,,物理含义：由于大气的粘制作用，位于底部的等离子体将与地球一起转动，依据磁冻结原理，地球磁场的磁力线又将带动上层等离子体与地球共转，将受到洛仑兹力〔〕的作用，产生电荷分别，在等离子体内形成极化电场，这个极化电场就是共旋电场。,共旋电场的作用使得等离子体的漂移速度和地球的旋转速度全都,对流电场+共旋电场,旋转效应使对流图发生畸变。计入共转效应后，两个对流单元是不同的。黄昏侧，回流和共转作用在相反的方向，因此黄昏对流单元有显著的畸变。,,南向IMF，高纬2、F层等离子体对流例如，每一条流线都是等势线图中虚线为极盖，即中心位于离磁极午夜一侧约5?，半径约15?的园。,(a)未考虑共旋电场,(b)考虑共旋电场,昼侧高纬电离层对流图像的示意图。可以看出当Bz为南向时，对流图像对行星际磁场y重量的依靠。,夜侧高纬电离层对流图样的示意图。可以看出存在各种转变。观测到图a和d的对流图样更频繁。,当IMF有北向重量时昼侧对流几何构形的主要特征。最显著的特征是有四个对流单元。对流图样对By的依靠导致一个为主的高纬单元和三单元化的图样同时毁灭。,来自阅历对流模式的电势等值线图。磁层电场或等离子体对流的阅历模式基于大量卫星测量数据构造3、。模式可以得到对全部的IMF(By,Bz)组合和不同IMF大小范围内的电场图像。上图是对IMF大于7.25nT的状况得到，同时不包括共转。,,电离层和磁层电流之间可能的耦合。,,当Chatanika非相干散射雷达位于极光卵内时测量的电子密度。两次高度-纬度扫描分开大约10min。留意电子密度特殊是在低电离层中的快速增加。,极光,磁尾的高能粒子〔主要是电子〕沉降到极区电离层高度，撞击中性大气，使其产生受激辐射而发光。极光一般发生在极区100-400公里高度，经常毁灭产生极光的区域形成一个环状的带，称为极光椭圆带，大约在地磁纬度67-77度，但在强磁暴时也可能在低纬4、看到。,极光争辩的历史,可见极光例如,极光椭圆(极光卵),复习题,1、试从太阳风-磁层-电离层系统耦合的角度综合阐述高纬电离层电场及其起源。2、试说明在高纬电离层中电场与电流的一般关系。3、试说明南向IMF期间电离层对流图像的主要特征及其与IMF的联系。4、试说明高纬电离层场向电流的主要特征及其在太阳风-磁层-电离层系统耦合中所起的作用。5、分析影响极区电离层F层等离子体运动的各种因素及其相对重要性。,