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用非线性磁场梯度方法对空间磁结构模型的重构研究
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作者 崔博 傅绥燕 +2 位作者 濮祖荫 谢伦 张驰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3641-3654,共14页
空间等离子体中的各种磁结构的形成是空间物理过程发展的产物,理解磁结构的拓扑形态对于认识空间物理过程有着重要作用.由于磁结构的三维(Three-dimensional, 3D)图像无法直接被观测到,因此通过卫星的局地观测来重建磁结构就成为一种很... 空间等离子体中的各种磁结构的形成是空间物理过程发展的产物,理解磁结构的拓扑形态对于认识空间物理过程有着重要作用.由于磁结构的三维(Three-dimensional, 3D)图像无法直接被观测到,因此通过卫星的局地观测来重建磁结构就成为一种很重要的研究途径.迄今已发展出多种空间磁结构的重构方法,其中“非线性磁场梯度”(Nonlinear Magnetic Gradients, NMG)方法(Shen et al., 2021)能够完备地利用四颗卫星星座的磁场与电流的局地观测和物理原理来计算星座质心处磁场的一阶梯度和二阶梯度以重构出星座附近磁场的近似形态.本文采用NMG方法重构了四种与磁层磁重联相关的动理学尺度磁结构模型:(i)一维(One-dimensional, 1D)Harris电流片与地球偶极磁场的叠加,星座质心位于赤道面X=-20R_E(地球半径)和Y=0;(ii) X线重联模型,星座质心位于X点(r=0);(iii)离子尺度轴对称的磁通量绳模型,星座质心位于通量绳轴线上;(iv) 3D分形线(separator)重联模型,星座质心位于正、负零点连线的中心.本工作重点对重构结果进行细致的误差分析及检验.结果表明,在距离星座质心显著大于10倍卫星平均间距空间范围内,用NMG方法获得的这四种磁场拓扑形态均与模型磁场相符.进而,对于前三个不存在磁零点的磁结构,NMG方法可以近似重现星座周边~10倍卫星平均间距空间范围内磁场模型的数值和方向,重构结果与模型磁场基本一致.对于存在两个磁零点的分形线重联模型,在接近与两个磁零点扇形(fan)面平行的方向上,NMG方法可以近似重现星座周边~5倍卫星平均间距空间范围内的磁场,在其他方向上NMG方法仍可以近似重现星座周边~10倍卫星平均间距范围内的磁场.由此可见,NMG方法为重构空间磁结构提供了一种有效的途径.但是必须注意,对于有磁零点的磁结构,扇形面的存在,会导致重构精度降低. 展开更多
关键词 磁结构 磁场重构 磁重联 磁场拓扑形态
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空间物理学最新进展与展望 被引量:6
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作者 王赤 窦贤康 +11 位作者 龚建村 傅绥燕 张绍东 张晓敏 曹晋滨 杨惠根 吴健 王劲松 夏利东 邓晓华 肖伏良 方涵先 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-9,共9页
空间物理学是人类进入空间时代后迅速发展的一门新兴交叉学科,特别是进入新世纪后国内外都取得了辉煌的成就.本文简要介绍空间物理领域近年来取得的重要进展、重要成果、国内外发展趋势,以及未来发展的重点方向.
关键词 空间物理 空间天气 空间探测
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International Meridian Circle Program 被引量:2
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作者 LIU William WANG Chi +18 位作者 SHEN Xuhui WU Jian BLANC Michel YAN Yihua fu suiyan YUE Xinan LEI Jiuhou GONG Wei ZHANG Shaodong ZHANG Qinghe WANG Xin YANG Jing ZHANG Xiaoxin GAO Jing XU Jiyao YANG Guotao LI Hui REN Liwen YANG Fang 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期723-725,共3页
The Earth is buffered from the ferocious onslaught of the solar wind by a thin layer of matter known as the atmosphere and geospace.This layer absorbs energy from irradiance and outburst from the Sun,as well as from d... The Earth is buffered from the ferocious onslaught of the solar wind by a thin layer of matter known as the atmosphere and geospace.This layer absorbs energy from irradiance and outburst from the Sun,as well as from disasters,transient phenomena and anthropogenic emissions originated from Earth.Through complicated physics,the absorbed energy changes the atmospheric and geospace state and sometimes gets re-released to power extreme events such as space weather.Taking place globally,these complicated processes cannot be understood unless they are studied globally.The Chinese scientists have proposed the International Meridian Circle Program(IMCP)to meet this demand.By operating nearly 1000 instruments encompassing all latitudes along with the 120°E–60°W longitudes,IMCP aims,for the first time,to construct comprehensive 3D data representation of the atmosphere and geospace on a global scale and empower interdisciplinary research to tackle key questions related to Earth’s environment and climate change. 展开更多
关键词 International Meridian Circle Program Chinese Meridian Project Ground-based observation Space weather Solar-terrestrial physics
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