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本论文研究了两方面的问题:ULF波的激发机制和传播特性,以及地球内部的活动(地震)与脉动关系的探讨。论文共包括四个部分:磁暴期间脉动的激发机制和传播特性,亚暴期间Pc5脉动传播特性,低纬Pc3脉动的经向传播分析,及地震前ULF波电磁辐射的特点和激发机理探讨。主要结果如下:
1.磁暴期间脉动的激发机制和传播特性针对2000年7月15-16日和2003年11月20日两个磁暴事件,从Pc5脉动的振幅、位相、频率特点分析入手,研究Pc5脉动的动力学过程。探讨ULF波共振点的漂移特征,及其频率随时空的演变过程。最后,对比分析脉动的频率变化与Dst指数的相关性,为研究磁暴期间不同区域的等离子体密度的变化规律提供信息和依据。
研究结果显示:Pc5脉动具有磁力线共振的性质。共振点的位置随着磁暴的发展向高纬飘移。在磁暴的不同阶段,Pc5的频率有很大的差异:磁暴初相期间脉动频率增高,而主相期间频率明显降低,恢复相期间频率又趋于增高。这表明,脉动的激发和传播与磁暴的发展有密切关系。
2.亚暴期间Pc5脉动传播特性
用欧洲IMAGE、北美Alaska和中国Small等三条地面子午台链的脉动纪录,研究了Pc5脉动的经向和纬向的传播特征,并由此推断空间电磁场结构和等离子体特性。亚暴期间的地磁脉动Pc5事件是一个全球事件,主要频段在2.5-4.0mHz之间,频率在地方午时达到最大,晨昏两侧较小。Pc5脉动振幅随着纬度的增加而增加,在66°附近达到峰值。波上午为西向传播,下午为东向传播,且波数随纬度增加而增加。
3.低纬Pc3脉动的经向传播分析
通过对地理经度跨度为40.2°的低纬BAK东西台链记录的Pc3脉动的传播特性和偏振特性分析,得到如下结论:Pc3脉动上午以西向传播为主,偏振椭圆为左旋,下午以东向传播为主,偏振椭圆为右旋。白天偏振椭圆主轴以NW-SE方向为主。波在子夜前向东传播,偏振椭圆为右旋,子夜后向西传播,偏振椭圆为左旋。
4.地震前ULF波电磁辐射的特点和激发机理探讨
对1996年11月19日新疆和田ML7.1级地震前激发的超低频电磁辐射特征进行了分析研究,尝试性地给出一种这次地震前电磁辐射的激发机理。