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    磁暴的发展过程

    2016/9/22 14:21:43

    高速等离子体云从太阳日冕抛射出来,相对背景太阳风速度更高,携带着日冕磁场冲击地球磁层,使磁层压缩变形。并且它通常携带南北方向转动的磁场,当磁场转为南向和地磁场相互作用时,太阳风会将巨大的能量倾泄到磁尾的大尺度空间中,使磁尾等离子体片中大量的带电粒子注入到环电流中,使环电流强度发生变化,而变化的电流会产生变化的磁场,从而引起全球范围剧烈的地磁扰动--地磁暴。CME与冕洞
    CME与冕洞

    能够产生高速太阳风并引发强的行星际磁场南向分量的源有两类,一类是太阳日冕物质抛射(CME),另一类是太阳冕洞。

    发展过程

    地磁暴发生时,这种全球性的剧烈扰动会在整个磁层持续十几个小时到几十个小时的时间,所有地磁要素都发生剧烈变化。其中地磁水平分量H变化最大,其扰动幅度通常在几十纳特斯拉到几百纳特斯拉之间,最能代表磁暴过程特点(其变化在中低纬度地区表现得最为突出)。所以,磁暴的大部分形态学和统计学特征是依据中低纬度H分量的变化得到的。典型磁暴的发展过程也是按照H分量的变化来划分的,通常可分为三个阶段:初相、主相和恢复相。

    初相

    磁暴开始之后,在全球各经度上,地磁水平分量在高于暴前值的水平上起伏变化,持续时间为几十分钟到几个小时,这个阶段叫做"初相"。

    主相

    初相结束后,H分量突然下降,半小时至数小时之内下降到极小值,称为"主相"。主相是磁暴的主要特点,磁暴的大小就是用主相阶段H分量下降最低点的幅度来衡量,一般磁暴H分量下降为几十到几百纳特斯拉,个别大磁暴可超过1000纳特斯拉。

    恢复相

    主相之后,H分量逐渐向暴前水平恢复,在此期间,磁场仍有扰动起伏,但总扰动强度逐渐减弱,一般需要2~3天才能完全恢复平静状态,这一阶段叫做"恢复相"。

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