近地磁尾强电场事件的统计分析与个例研究

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本文利用THEMIS三颗卫星2008年到2009年在近地磁尾(-6 RE-12 RE,RE表示地球半径)运行期间观测到的强电场事件(Et>50mV/m)进行统计分析。我们系统研究了这些事件在磁尾的空间分布特征,与地磁活动以及爆发性整体流(BBFs)的关系。主要分析结果有:(1)强电场事件的发生频率在赤道面具有晨昏不对称性,昏侧的发生频率高于晨侧;(2)发生在边界层穿越期间的强电场事件大约占42%,等离子体片内的约占37%,等离子体片边界层中的约占15%,其他区域约占6%;(3)发生在磁静期间(AE<200nT)的事件约占20%,AE≥400nT时的磁活动期间事件占40%;(4)至少50%的强电场事件是和BBFs相关的,这些事件的电场主要来源是-V×B。  本文的另一个工作是对与BBFs以及偶极化锋面相关的一类事件进行深入研究。我们总结了偶极化锋面附近粒子通量变化的普遍规律,并且发现了新的观测现象。该事件发生在2009年3月31日,THEMIS卫星在近地等离子体片XGSM=-11 RE处观测到偶极化锋面附近的离子通量消退。由THC卫星上的ESA和SST仪器测得的450 eV到150 keV的离子微分通量在偶极化锋面出现之前约两秒开始缓慢下降,六秒钟后达到了局部最低值。然后,离子通量又逐步上升,从而在锋面附近形成了离子通量消退的现象。该离子通量消退的空间尺度约为4000km。能量段在20 keV以上的离子通量在消退之后比消退之前高,然而能量段在20 keV以下的则正好相反。观测显示该离子通量消退同时对应当地离子密度的极小值,并且处在锋面后的强磁场(约30 nT)区域,该区域也被称为“通量堆积区”。利用多颗卫星联合观测结果,我们发现该例中THD、THC和THE先后观测到同一个偶极化锋面,但是只有THC在锋面附近观测到了明显的离子通量消退,THD在THC约两秒之前观测到了不明显的离子通量消退,而THE并没有观测到高能段(E>30 keV)的离子通量消退。我们猜测观测到的离子通量消退可能是偶极化锋面和高速流地向传播过程中的相互作用演化出来的,并且它的性质与它相对偶极化锋面的位置有关系。
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