磁暴主相期间环电流分布特性模拟研究

磁暴主相期间对流电场驱动等离子体片中的能量粒子经历E×B漂移，被地磁场俘获形成环电流，在此理论基础上充分考虑电荷交换造成的环电流损失与离子沉降的影响，改善并验证了磁暴主相期间环电流离子分布模式.模拟了不同强度磁暴主相期间磁层环电流离子的分布特征，研究了部分环电流离子对对流电场的响应.结果表明：不对称的环电流是磁暴主相期间环电流的重要组成部分，其分布特性表现为晨昏不对称和日夜不对称以及离子投掷角分布的各向异性等.对流电场与能量离子通量强度和分布范围之间正相关.模拟结果与观测有很好的一致性，证明了模型的可行性 关键词： 部分(不对称)环电流 磁暴主相 离子通量分布 对流电场     

磁暴非线性起源的四种孤子机制

引起磁暴的主要原因是太阳耀斑等产生的太阳风,本文基于磁暴起源的非线性机制,讨论了四种孤子模型：1．已知的Alfven波及相应的变形kd方程。2．Langmuir波及其方程与相关的非线性Schrodinger方程。3．一般的离子声波和磁流体动力学波的kdV方程。4．太阳风粒子密度的非线性Dirac方程,各种原因导致的这些方程都有孤子解。它们的起因和脉冲性可以为磁暴的预报提供一种理论基础。     

磁暴诱发电网故障灾害风险分析研究进展

地磁暴是太阳磁场剧烈变化在地球表面的作用结果,所产生的地电场会造成接地变压器直流偏磁,继而对电力系统安全运行造成不利影响。随着电网规模的增大和电压等级的增高,磁暴已经成为诱发电网灾害性故障风险的威胁之一。研究电力系统磁暴灾害风险能够为预防与控制其引发的电网事故提供重要参考。通过剖析磁暴引发的电力系统故障灾害电性历史事件,讨论了磁暴诱发电力系统风险机理与特点。分别从电网GIC引起的变压器故障和电力系统事故风险两个方面综述了近年来国内外电网磁暴灾害风险研究现状,分析了影响电网磁暴灾害风险的多样性和复杂性以及风险评估的难度;并指出了未来电网磁暴灾害风险的研究方向为风险评估、量化风险影响因素对风险的作用和风险防御等3个方面。     

Formation of the storm-time ring current

An extensive study of ring current injection and intensification of the storm-time symmetric ring current is conducted with three-dimensional (3-D) test particle trajectory calculations (TPTCs) in this paper. TPTCs reveal more accurately the process of ring current injection. The main results are the following: (1) an intense convection electric field can effectively energize and inject plasma sheet particles into ring current region within 1--3 h. (2) Injection ions often follow chaotic trajectories in non-adiabatic regions, which may have implications in storm and ring current physics. (3) The shielding electric field, which arises as a consequence of enhanced convection and co-exists with injection and convection electric field, leads the original open trajectories to change into closed ones, thus may play an important role in the formation of the symmetric ring current.     

磁暴对GPS硬件延迟影响的研究

根据不同纬度的4个GPS台站的数据,采用6系数二次曲面模型对磁暴期间GPS系统的硬件延迟的波动进行了研究,结果表明:在纬度较低的地区,由于电离层中的电子浓度较大并且存在较大的经向梯度变化,磁暴期间计算出的硬件延迟存在着较大的波动.因此,对GPS系统硬件延迟的估算应尽量选择中高纬地区台站的数据并且避免使用磁暴发生期间的数据.     

大地地磁感应电流与大地电导率关系的分析

磁暴产生的地磁感应电流(Geo-magnetically Induced Current,简称GIC)不仅在电网、输油气管道等导体中流动,还在大地中流动,研究大地GIC与大地电导率关系,对认识大地电导率对大地GIC和管网GIC的影响,以及准确计算管网系统的GIC具有重要意义。本文利用均匀大地电导率模型和分层大地电导率模型分别计算了不同深度大地GIC大小以及GIC分布规律,分析了均匀大地电导率模型和分层大地电导率模型与大地深层GIC的关系以及对GIC计算结果的影响。研究结果表明,大地电导率越小,大地GIC分布的深度越深,以及大地电性构造对大地和管网GIC大小和分布深度的影响很大。在此基础上,提出了下一步的研究建议。     

论地磁暴与9375MHz45C型爆发

本文探索利用太阳爆发事件预测地磁暴的可能性。选取了持续时间大于10分钟的9375MHz45C型爆发,深入分析了它与地磁暴的相关性质,并对由此建立的预报方程进行了实际的检验,亦相近于国际上“Stonchoker的先进的预报系统”的水平。     

恒星照亮行星定律被打破人马座行星正温暖恒星

恒星照亮行星 ,这是天文学的定律。然而 ,科学家却发现人马座一个巨大炙热的气态行星在磁场作用下 ,产生类似太阳耀斑的活动温暖着其恒星 ;同时 ,科学家也第一次观测到太阳系外行星的磁场状况。这颗炙热的行星与木星大小类似 ,是地球质量的 2 70倍。但与地球和木星不同 ,该行星与其恒星的距离很近 ,仅有大约 70 0万千米左右 ,而地球与太阳的距离约为 1 .5亿千米。这样接近恒星的行星 ,在迄今发现的 1 0 0多颗太阳系外行星中约占 2 0 %。这颗人马座行星在其恒星上产生一个大型磁暴 ,从而形成了一个永久性的热点。该热点伴随着行星以 3天的周…     

长距离输电系统电压对磁暴感应地电场敏感性研究

提出了分析长距离输电系统电压对磁暴感应地电场大小、方向敏感性的方法。首先建立了变电站接地磁感应电流计算模型,指出了输电线路走向、接地点间的距离和接地点间的相对位置之间的关系,然后通过计算地磁感应电流所产生的变压器集群无功损耗,分析变压器无功需求对系统电压影响,最后建立了系统电压越限指标与磁暴感应地电场大小与方向的灵敏度模型。以西北750kV系统为例,仿真分析了地电场幅值从1V/km~10V/km、方向从正东(0?到正西(180?时750kV系统电压分布状况和电压越限指标,结果表明采用本文方法可以反映长距离输电系统节点电压对地电场大小及方向的敏感性。     

2000年7月磁暴期间120°E附近低纬电离层响应

2000年7月15～16日发生了一次特大地磁暴, 其Dst最小值达到-300 nT. 利用东亚中坜、武汉、Kokubunji和Anyang等电离层台站的数字测高仪数据, 分析了此次磁暴期间120°E附近地磁低纬地区的电离层响应. 总体来看, 2000年7月16日f_oF₂为负相暴, 并出现了G现象; 2000年7月17日起为正相暴特征, 且持续时间很长. 赤道异常2000年7月16日很弱, 但7月17日却非常强, 且持续到子夜后. 低纬电离层出现了夜间增强现象. 7月磁暴低纬电离层另一特征是在武汉和Kokubunji两地区间暴变分量日变化存在一个分界, 分界南北的日变化等明显不同. 分析认为, 7月16日负相暴和G现象很可能由磁暴引起中性成分的改变, 特别是[O₂]/[O]和[N₂]/[O]增加导致. 热层暴时环流及由此引起的中性成分改变可解释7月16日赤道异常很弱. 7月17日的正相暴和非常强的赤道异常, 标示着存在很强的喷泉效应, 但此期间中坜等峰高相对暴前变化不大, 可见非常强的赤道异常不是由暴变东西向电场引起. 持续正相暴和f_oF₂夜间增强表明与暴相关的动力学、电动力学过程在起作用.