9高緯電離層電動力學

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1、高緯電離層電動力學共旋電場在相對太陽靜止的參考系中測量到的電場為：其中為地球自旋的角速度（每小時15度）物理含義：由于大氣的粘制作用，位于底部的等離子體將與地球一起轉動，根據磁凍結原理，地球磁場的磁力線又將帶動上層等離子體與地球共轉，將受到洛侖茲力（）的作用，產生電荷分離，在等離子體內形成極化電場，這個極化電場就是共旋電場。共旋電場的作用使得等離子體的漂移速度和地球的旋轉速度一致對流電場+共旋電場旋轉效應使對流圖發(fā)生畸變。計入共轉效應后，兩個對流單元是不同的。黃昏側，回流和共轉作用在相反的方向，因此黃昏對流單元有顯著的畸變。南向IMF，高緯F層等離子體對流示例，每一條流線都是等勢

2、線圖中虛線為極蓋，即中心位于離磁極午夜一側約5?，半徑約15?的園。(a)未考慮共旋電場(b)考慮共旋電場晝側高緯電離層對流圖像的示意圖?？梢钥闯霎擝z為南向時，對流圖像對行星際磁場y分量的依賴。夜側高緯電離層對流圖樣的示意圖?？梢钥闯龃嬖诟鞣N變化。觀測到圖a和d的對流圖樣更頻繁。當IMF有北向分量時晝側對流幾何構形的主要特征。最顯著的特征是有四個對流單元。對流圖樣對By的依賴導致一個為主的高緯單元和三單元化的圖樣同時出現。來自經驗對流模式的電勢等值線圖。磁層電場或等離子體對流的經驗模式基于大量衛(wèi)星測量數據構造。模式可以得到對所有的IMF(By,Bz)組合和不同IMF大小范圍內的

3、電場圖像。上圖是對IMF大于7.25nT的情況得到，同時不包括共轉。電離層和磁層電流之間可能的耦合。當Chatanika非相干散射雷達位于極光卵內時測量的電子密度。兩次高度-緯度掃描分開大約10min。注意電子密度特別是在低電離層中的迅速增強。極光磁尾的高能粒子（主要是電子）沉降到極區(qū)電離層高度，撞擊中性大氣，使其產生受激輻射而發(fā)光。極光一般發(fā)生在極區(qū)100-400公里高度，經常出現產生極光的區(qū)域形成一個環(huán)狀的帶，稱為極光橢圓帶，大約在地磁緯度67-77度，但在強磁暴時也可能在低緯看到。極光研究的歷史可見極光示例極光橢圓(極光卵)復習題1、試從太陽風-磁層-電離層系統(tǒng)耦合的角度綜

4、合闡述高緯電離層電場及其起源。2、試說明在高緯電離層中電場與電流的一般關系。3、試說明南向IMF期間電離層對流圖像的主要特征及其與IMF的聯系。4、試說明高緯電離層場向電流的主要特征及其在太陽風-磁層-電離層系統(tǒng)耦合中所起的作用。5、分析影響極區(qū)電離層F層等離子體運動的各種因素及其相對重要性。