《磁層亞暴物理現象時序和因果關係研究》是依託北京航空航天大學，由曹晉濱擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：磁層亞暴物理現象時序和因果關係研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：曹晉濱
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁層亞暴是磁層中巨大能量貯存和突然釋放的瞬變活動，對地球空間環境有重要影響，一直是近年來磁層物理研究和探測的前沿熱點領域。一個亞暴過程包含著從地面到空間的多種複雜物理現象。它包括。極光，電急流， 磁灣擾，地磁Pi2脈動，亞暴電流楔，磁場重聯，地向高速流，尾向電漿團，亞暴粒子注入，磁場偶極化等。目前關於亞暴觸發機制和亞暴模型研究，還充滿了爭論。其主要原因就是由於亞暴物理現象時序和因果關係至今還沒有弄清，空間和地面觀測對一些亞暴模型提供了正反兩方面的證據。.本項目擬利用THEMIS，CLUSTER，DSP， TARANIS，POLAR和同步軌道衛星電漿，極光和高能粒子觀測數據，並在地面地磁和極光數據的配合下，以磁尾爆發性高速流為主線，研究亞暴物理現象之間的時間和因果聯繫，以及這些物理現象的演化過程和特徵，以期在亞暴物理過程方面取得重要突破。
結題摘要
磁層亞暴是磁層中巨大能量貯存和突然釋放的瞬變活動，對地球空間環境有重要影響。一個亞暴過程包含著從地面到空間的多種複雜物理現象。它包括。極光，電急流， 磁灣擾，地磁Pi2脈動，亞暴電流楔，磁場重聯，地向高速流，尾向電漿團，亞暴粒子注入，磁場偶極化等。其中磁尾中心電漿片中的地向高速流（Bursty Bulk Flow）是連線亞暴其它物理過程的一個最有可能的物理現象。 本項目主要圍繞磁尾電漿片高速流這條主線研究了亞暴現象之間的聯繫。主要研究成果：（1）首次採用動力學方法直接計算電漿片高速流的能量輸運效率。發現以往基於磁流體力學方法的所有對電漿片高速流能量輸運率計算的結果都是錯誤的，嚴重低估了電漿片高速流的能量輸運率。進而提出了一個雙流體成分模型解釋了用動力學方法計算出來的能量輸運率與磁流體力學方法計算出來的能量輸運率之間的差異。歐洲空間局ESA在其官方網頁對此成果進行了採訪和專門報導。（2）利用TC-1衛星2004－2006年的離子探測數據，建立了第一個磁尾電漿片內邊界的全球模型。（3）首次發現磁場重聯區存在慢磁聲波，該慢磁聲波顯著控制著磁場重聯區哨聲波和低混雜波的頻率，因而可能在磁場重聯過程中起著重要作用。（4）發現磁尾高速流能夠產生與亞暴電流楔相似的剎車電流楔和中低緯的地磁Pi2脈動等，提出了利用中緯Pi2先兆（Midlatitude Pi2 Precursor：MLPP）確定磁尾高速流起源時間的新方法。觀測還表明亞暴的是否觸發還依賴於高速流到達前磁尾電流中斷區特性。（5）電漿片能量離子通量隨著亞暴指數AE和磁暴指數Dst絕對值的增大而增大。增強的電漿片能量離子通量對於磁暴和亞暴極為重要，因為它們是磁暴環電流離子和亞暴注入能量離子的來源。（6）在磁尾電漿片偶極化鋒面產生機制方面取得重要突破，發現瞬態重聯可以產生偶極化鋒面的觀測證據。（7）利用THEMIS衛星探測數據，發現合聲和迴旋電子的迴旋共振可以導致合聲增強。能量電子在地球合聲觸發過程中起著重要作用。該結果被美國宇航局NASA評為2012年THEMIS計畫重要成果（2012 THEMIS Science Nuggets）
