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环电流区中性原子观测特性模拟研究 被引量：5
1
作者 沈超 刘振兴 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-10,共10页
为了给双星计划中性原子 (ENA)探测仪的研制提供可靠的理论依据 ,并为未来中性原子探测数据的分析及研究做好准备 ,针对双星轨道初步模拟计算了双星ENA探测仪对磁暴时中性原子的观测特性 .建立了磁暴主相期间环电流离子分布的一个近似... 为了给双星计划中性原子 (ENA)探测仪的研制提供可靠的理论依据 ,并为未来中性原子探测数据的分析及研究做好准备 ,针对双星轨道初步模拟计算了双星ENA探测仪对磁暴时中性原子的观测特性 .建立了磁暴主相期间环电流离子分布的一个近似理论模式 ,并模拟计算了极轨卫星在极区上空、赤道面以及其他位置上对不同强度磁暴主相期间环电流区ENA空间角分布及能谱的观测结果 .研究表明 ,存在环电流区方向和南北极区环电流粒子沉降带两个中性原子强度极大区域 ;磁暴越强烈 ,注入区高度越低 ,环电流区观测到的ENA通量越高 ;处于有利位置的ENA探测器可分辨注入区内边界或注入前沿 ;ENA探测器能够分辨环电流带离子分布的不均匀性 ;由于离子交换截面的差异 ,H ,O ,He 3种ENA的能谱分布不同 ;在 10～ 80keV能谱范围内通量较强 ,易于观测 ;环电流区H ,O两种ENA通量较强 ,有利于观测 ;而环电流区HeENA通量很弱 ,不易于观测 .模拟计算研究表明 ,双星极轨卫星能够对环电流区ENA进行有效探测 ;低纬轨道上的ENA探测器也能够对环电流区ENA进行一些观测 ;ENA探测器的研制应重视低、中能量范围ENA的探测 . 展开更多
关键词 中性原子成像 卫星探测 磁暴 环电流离子 电荷交换反应 空间分布
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2004年11月磁暴期间环电流的演化过程--TC-2卫星中性原子成像仪观测结果 被引量：3
2
作者 陈志青 沈超 +3 位作者 路立 S. McKenna-Lawlor 刘振兴 燕广庆 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2271-2279,共9页
本文通过对TC-2卫星上搭载的中性原子成像仪(NUADU)在2004年11月发生的一次大磁暴期间观测到的一系列中性原子(ENA)图像的分析,试图给出环电流在磁暴期间的演化模式.研究表明,南向的行星际磁场(IMF)分量在离子从磁尾向内磁层注入和随后... 本文通过对TC-2卫星上搭载的中性原子成像仪(NUADU)在2004年11月发生的一次大磁暴期间观测到的一系列中性原子(ENA)图像的分析,试图给出环电流在磁暴期间的演化模式.研究表明,南向的行星际磁场(IMF)分量在离子从磁尾向内磁层注入和随后的环电流增长过程中起着关键的作用.IMF转为北向后,离子注入随即很快停止.在离子注入增强期间,离子的漂移路径是开放的,以致大量环电流离子从黄昏侧注入后快速地损失在黄昏至正午的磁层顶.所以,环电流往往在离子漂移路径从开放变为封闭后才达到最大强度,而不是在这之前,尽管那时的离子注入强度更大.在该磁暴主相期间,离子注入发生在17:00～22:00LT范围内,形成极其不对称的环电流分布形态.而在恢复相期间,由于受大的IMF B_y分量的影响,离子注入区的地方时分布范围东向扩张.对称环电流在磁尾对流减小、离子漂移路径变为封闭形态之后形成.在磁暴恢复相后期,从ENA图像看环电流基本衰减到平静时期的水平,而Dst指数仍然显示较强的磁扰动,这说明越尾电流对Dst指数有很重要的影响. 展开更多
关键词 环电流 中性原子成像 磁暴
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基于中性原子通量数据的磁暴期间环电流研究 被引量：2
3
作者 陈志青 沈超 +3 位作者 路立 S. McKenna-Lawlor 刘振兴 燕广庆 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期727-737,共11页
本文通过分析两次大磁暴期间的中性原子(ENA)通量数据,试图揭示环电流离子通量的变化规律,进一步探讨环电流的形成和损失机制,以及磁暴和亚暴的关系.两次磁暴期间ENA通量的变化呈现出一些重要的特征:(1)通量随能量的增高而快速降低,磁... 本文通过分析两次大磁暴期间的中性原子(ENA)通量数据,试图揭示环电流离子通量的变化规律,进一步探讨环电流的形成和损失机制,以及磁暴和亚暴的关系.两次磁暴期间ENA通量的变化呈现出一些重要的特征:(1)通量随能量的增高而快速降低,磁暴主相期间高能端通量所占比重增大;(2)通量比例曲线的起伏远比通量曲线的起伏要平缓;(3)通量的起伏与AE指数之间没有简单的对应关系;(4)磁暴恢复相开始前,ENA通量出现短时间的猛烈增长,特别是低能端通量的增长异常迅速;(5)Dst/SYM-H指数快速恢复期间,ENA通量的变化表现为两个完全不同的阶段:先降低,后增大.忽略影响ENA通量的其他次要因素,ENA通量的上述特征直接反映了环电流的发展规律.环电流离子通量随能量的增高快速下降,磁暴主相期间可能由于高能O+的增加使得能谱有所变硬.离子主要受南向行星际磁场(IMF)所引起的对流电场的驱动注入到环电流区域,通量的变化大体上是无色散的.亚暴活动与环电流的增长没有直接的因果关系,但亚暴活动会引起环电流离子通量的短时间尺度波动.恢复相开始前,环电流离子在昏侧区域发生堆积,使得局部离子通量变大.这可能是由于屏蔽电场的形成削弱了内磁层对流电场,造成离子在磁层顶的逃逸损失过程减弱.在Dst/SYM-H指数的快速恢复期间,环电流离子通量的衰减速度也可能发生阶段性变化.这说明Dst/SYM-H指数并不能准确反映环电流的强度,环电流的衰减过程可能具有比先快后慢更为复杂的阶段性模式. 展开更多
关键词 环电流 中性原子成像 磁暴 亚暴 离子
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磁暴期间环电流离子中性原子成像的模拟与观测比较研究
4
作者 陈志青 沈超 +3 位作者 路立 S.McKenna-Lawlor 刘振兴 燕广庆 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期182-190,共9页
采用已经建立的环电流离子解析模型,结合Chamberlain地冕中性层模型,研究了2004年11月一次大磁暴期间的环电流区域中性原子(ENA)图像.结果表明,模拟的ENA图像与TC-2卫星搭载的中性原子成像仪(NUAUD)的观测图像在方位角或地方时分布、高... 采用已经建立的环电流离子解析模型,结合Chamberlain地冕中性层模型,研究了2004年11月一次大磁暴期间的环电流区域中性原子(ENA)图像.结果表明,模拟的ENA图像与TC-2卫星搭载的中性原子成像仪(NUAUD)的观测图像在方位角或地方时分布、高度或纬度分布和能谱分布方面存在一定的差异.如果依据磁暴发展的不同阶段来选择环电流离子模型的方位角不对称因子和通量最大方向的方位角,增大地冕中性层在低高度区域的密度或者考虑氢(H)以外的其他中性成分,改进注入边界处的离子能谱分布函数,且考虑不同种类环电流离子的比例随磁暴发展可能发生的变化,该模型有望产生更符合观测的模拟ENA图像. 展开更多
关键词 环电流 中性原子成像 磁暴 环电流模拟 地冕中性层
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