太阳风正负动压脉冲激发磁层ULF波的数值模拟  

Numerical simulation of magnetospheric ULF waves excited by positive and negative impulses of solar wind dynamic pressure

作　　者：张湘云[1] 宗秋刚[1,2] 杨彪[1] 王永福[1] 

机构地区：[1]北京大学地球与空间科学学院,空间物理与应用技术研究所,北京100871 [2]Center for Atmospheric Research,University of Massachusetts Lowell

出　　处：《中国科学（E辑）》2009年第9期1535-1543,共9页Science in China(Series E)

基　　金：国家自然科学基金重点资助项目(批准号:40831061)

摘　　要：磁层中的超低频波动(Ultra Low Frequency Wave,简称ULF波)通常被认为是由外界太阳风/行星际磁场扰动或者磁层内部的等离子体不稳定性激发的.当太阳风动压脉冲作用于磁层顶时,可能在磁层内部激发ULF波,从而将太阳风能量输运到地球磁层中.本文利用磁流体力学(MHD)数值模拟研究不同形式的太阳风动压脉冲作用下,在磁层中激发的ULF波的性质.我们主要关注地球磁层对太阳风动压正/负脉冲以及太阳风动压正-负脉冲对的响应.模拟结果表明,幅度和周期均相同的太阳风动压正脉冲和负脉冲,在磁层中所激发的ULF波幅度,周期均相同,然而相位相差180°.另外,对一个太阳风动压正-负脉冲对作用于偶极磁层的情况,在地球磁层内的某些特定区域仍可观察到磁力线共振(FLRs)现象,磁力线共振的区域分布和动压脉冲的周期以及动压脉冲对之间的时间间隔有关.同时模拟计算结果还表明,与单一脉冲相比较而言,在动压脉冲对的作用下,太阳风能量可以传递到地球磁层中更低纬度的区域.因此本文结果可以帮助我们更好地理解太阳风能量通过ULF波形式输运到地球磁层的机制;同时,还可以为研究有关内磁层中能量粒子对不同的行星际激波的响应方式提供线索.

关 键 词：太阳风正/负动力压脉冲 超低频波(ULF波) 磁力线共振 

分 类 号：P353[天文地球—空间物理学]