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磁暴作为磁层物理一个重要的动力学过程，其研究一直引起人们的广泛关注。磁暴期间，地磁活动加剧，全球对流增强，同时，大量电离层上行离子注入等离子体片中，这些离子在相应机制作用下被加热加速，注入环电流区域，引起Dst指数下降。近地等离子体片作为环电流直接的源，对其离子成分变化的研究有助于揭示磁暴的整体物理意义。我们利用Cluster上RAPID仪器的探测结果分析了近地片离子成分的暴时变化。结果表明，磁暴期间，在磁尾等离子体片的各个区域，氧氢离子各自的能量密度相对平静期间都有了相当程度的增加。并且，在近地等离子体片中(-15RE＜X＜-12RE)氧氢的能量密度比值也有了相当程度的增长，但是，在中地等离子体片(-19RE＜X＜-15RE)区域，此比值却有了一定程度的下降。统计观测进一步证实了该结论。与此同时，对磁尾地向高速流的研究表明，高速流中氧的相对含量明显低于背景中的值。以上研究结果表明，导致这一现象的原因是电离层上行的氧离子分布在近地等离子体片这一有限区域内造成的。因此，暴时近地片中氧氢比值的下降是局地作用的结果，产生于中离子体片中的地向流不能有效供给近地磁尾中的氧，由此判定，近地偶极化加速机制和中性片加速机制是暴时近地片中和环电流中氧能量离子增多的主要原因。
亚暴时期，地向高速流对磁能和磁通量的输运起着及其重要的作用，对地向高速流的研究有助于我们对亚暴的理解。我们运用垂直速度分类标准对Cluster在2001年和2002年观测到的地向高速流进行分类：垂直速度大于300km/s时，我们把此类地向流归为垂直高速流(BulkFlows)；垂直速度小于300km/s，我们把它们归为平行高速流(Field-AlignedBeams)。研究表明，垂直高速流中氧离子的含量明显大于平行高速流。我们认为造成这一现象的原因是这两种高速流的起源位置不同：具有较高氧离子含量的垂直流可能起源于中磁尾(-30RE＜X＜-20RE)，因为传播距离较近，故此类高速流的垂直速度较大，且多出现在中性片中；而氧离子的含量较低的场向流应起源于远磁尾(X＜-60RE)，对于此类高速流，在较长的传播过程中，磁场的压力梯度作用大大减弱了其垂直速度，并且其观测位置多出现在等离子体片边界层中。