空間中心發現磁層亞暴的高能粒子注入對主相期間的磁暴發展有重要貢獻

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磁暴和亞暴，是地球磁層對太陽活動響應最重要的兩種基本模式。磁暴和亞暴的關係是空間物理學界長久有爭議的問題。早在1968年, Akasofu設想連續發生的亞暴構成了磁暴。然而近20-30年的主流研究否定了Akasofu最初的觀點，認為磁暴的成因是長時間南向行星磁場導致的磁層大尺度對流，亞暴對磁暴反而有抑制作用。但是，同時也有一些研究發現某些亞暴和大尺度對流疊加，對磁暴產生具有一定的促進作用。

面對磁暴-亞暴關係複雜的研究現狀，中科院國家空間科學中心空間天氣學國家重點實驗室何兆海、戴磊、王赤等人尋找出了新的研究角度，利用事例分析結果，提出具有1）亞暴高能粒子注入期間對應著磁暴主相期間SYM-H指數陡降；2）亞暴注入區域的方位角展寬都較大 (>90度)（圖1）這兩類特徵的亞暴會促進磁暴發展。

圖1 ：亞暴注入區域的方位角展寬分布

研究人員通過進一步統計分析近15年的地球同步軌道衛星數據和地面台站的觀測資料，發現這些亞暴對SYM-H貢獻線形正比於注入的能量粒子通量（圖2）。

圖2：局部環電流密度與SYM-H指數的關係

此項研究結果首次通過測量同步軌道高能粒子注入，從統計意義上肯定了相當一部分亞暴可以在磁暴主相期間促進磁暴發展。這些亞暴的一個特徵是注入區域的方位角展寬都較大, 其增強環電流的物理機制類似於大尺度對流效應. 該項研究為進一步理清磁暴-亞暴的複雜關係提出了新的視角和途徑。

本論文發表在本領域學術期刊Journal of Geophysical Research （JGR）：Space Physics。

文章及鏈接：He, Z., L. Dai, C. Wang, S. Duan, L. Zhang, T. Chen, and I. Roth (2016), Contributions of substorm injections to SYM-H depressions in the main phase of storms, J. Geophys. Res. Space Physics, 121, doi:10.1002/2016JA023218.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JA023218/abstract

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