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N<+>离子是电离层F2区以上和环电流中的一种重要的离子成分，但是由于它与O<+>离子质量很接近，在轨探测仪器很难将他们区分开。在本文中，我们利用了CRRES/MICS仪器和POLAR/CAMMICE仪器的观测数据，设法从数据中提取出了N<+>离子的信息，分析了环电流内N<+>离子成分在不同地磁活动/太阳活动条件下的变化，并讨论了这些变化与电离层中N<+>离子成分分布/变化的联系。
本文对CRRES/MICS仪器在1991年对环电流内能量离子的观测数据进行研究，利用了PHA分析的方法计算了环电流内的N<+>离子成分的变化。我们发现：N<+>离子是环电流中一种重要的离子成分，地磁平静时期环电流中的N<+>/O<+>比值约为0．314土0．043，N<+>离子和O<+>离子数密度分别为0．006cm<-3>和0．025 cm<-3>。磁暴期间环电流内N<+>/O<+>比值至少有两种不同的变化规律，1991年3月24日磁暴时期，在磁暴主相期间N<+>/O<+>比值减小，在恢复相期间增加；在1991年8月2日磁暴时期，在磁暴主相期间N<+>/O<+>比值增加，而在恢复相期间减小。对于1991年3月到10月期间的39个磁暴，我们研究了磁暴最大值期间的N<+>/O<+>比值与磁暴强弱之间的关系，发现对于比较大的磁暴(Dst<,min><-100nT)，随着磁暴强度的增大，N<+>离子和O<+>离子的计数率都在增加，但是它们的比值却在降低；对于相对较弱的磁暴(-100nT<-50nT)，N<+>离子、O<+>离子的计数率和它们的比值与D8tmin之间都没有很好的相关关系。磁暴最大值时环电流内N<+>离子的相对含量与当时的F10.7指数的关系表明，随着太阳辐射的增强，O<+>离子、N<+>离子的计数率在增大，但是它们的比值降低。
利用1997年到2001年期间POLAR/CAMMICE仪器在穿越环电流时的观测数据，我们研究了在太阳活动周上升沿时期环电流内N<+>离子成分的变化。我们发现：在1997—2001年太阳活动周期的上升沿期间，磁暴时期环电流区域的平均N<+>/O<+>比值略有降低。在相对较小的磁暴(-100nT<-50nT)期间，同CRRES/MICS仪器在太阳活动高年的观测结果一致，N<+>/O<+>比值和Dst<,min>之间没有明显的关系；在比较强的磁暴(Dst<,min><-100nT)时期，与CRRES/MICS仪器的观测结果有所不同，随着磁暴的增强，N<+>/O<+>比值逐渐升高。在相对较小的磁暴(-100nT<-50nT)时，磁暴主相期间注入环电流的离子对N+离子和0+离子的相对含量影响较小，改变量的绝对值小于0.11，而且N<+>/O<+>比值可能增大，也可能减小；而在比较强的磁暴(Dst<,min><-100nT)时期，主相期间环电流内N<+>/O<+>比值都是增加的，增加的幅度最大可以达到0.28。通过将卫星的观测结果与电离层中N<+>离子成分的分布与变化进行对比，我们讨论了环电流中N<+>离子成分变化的原因，分析表明：太阳辐射对环电流内离子成分的影响主要是通过对电离层离子成分的改变。随着太阳辐射增强，高纬电离层地区的N<+>离子和O<+>离子密度都会增加，但是它们的比值在降低。当这些离子上行并输运到环电流之后，就会引起环电流内离子成分的变化。在高纬电离层中，N<+>/O<+>比值随地磁活动的变化很复杂，但是这种变化与我们所观测到的环电流内N<+>/O<+>比值随地次活动强度的变化并没有非常明显的对应关系，因此尽管地磁活动期间高纬电离层中成分的变化有可能会对环电流中N<+>离子的相对含量有一定的影响，但是这种影响可能不是我们所观测到的环电流中N<+>离子变化的主要原因。引起不同磁暴时期环电流内N<+>离子相对含量不同的主要原因是电离层上行区域高度的变化，在地磁活动比较强的时期，更低高度的电离层被卷入到电离层上行过程中，而低高度的高密度的离子上行并被输运到环电流将更显著地增强环电流，并改变环电流中各种离子成分的含量，从而对地磁场水平分量产生更大的影响。
如果N<+>离子和O<+>离子在环电流中的损失率不同，不同的N<+>/O<+>比值会对磁暴的恢复产生不同的影响。在我们工作中所发现，环电流区域的N<+>/O<+>比值在地磁平静和活动时期有很大的不同，这表明来自电离层的N<+>离子在磁暴过程中将起到很重要的作用，在研究环电流的形成/衰减过程的模拟工作中应该被更多地考虑。