地球、木卫一、土卫六磁层的初步研究

发布时间：2023-03-26 16:12

　　在太阳系八大行星中,除金星和火星之外,其它行星都有比较强的内禀磁场。行星磁场与太阳风相互作用,形成磁层。各行星磁层既有相似点,又因其自身差异也会有各自独特的磁层现象。近年来,人类对除地球之外的其它行星的探测越来越感兴趣,深空探测已经成为热门话题之一。比较研究各行星磁层,有助于人类更好地了解行星本身及其演化,帮助人类进一步认识地球磁层。本文主要介绍地球磁层,以及太阳系中两颗具有最大磁层的行星—木星和土星磁层中的一些现象,并对这些现象通过数值模拟,从理论上进行研究,主要取得如下几方面成果: 1.中性风季节性变化对地球南北半球耦合的影响 中性风拖曳电离层中的等离子体切割地球磁力线,会产生感应电场,对磁层—电离层的耦合以及电离层电动力学过程都有重要的影响。若只考虑磁层中磁力线闭合的部分,认为除了Birkeland电流外,磁层是空的,则磁层—电离层的耦合可以简化为电离层发电机。在真实的地球主磁场中,我们研究了中性风季节性变化对电离层中电流和电场的影响。发现电离层中夏冬季节里的电势梯度要比春秋季节里的陡,夏冬季节里的壳电流要比春秋季节里的强,这是由于在夏冬季节里有更强的中性风。另外,类似于电离层中...

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 概述
    1.1 地球磁层和电离层
        1.1.1 磁层
        1.1.2 磁层对流
        1.1.3 地球磁尾
        1.1.4 电离层
        1.1.5 热层中性风
    1.2 木星(Jupiter)
        1.2.1 木星磁层
        1.2.2 木卫—等离子体环(Io torus)
        1.2.3 木卫—和木星磁层的相互作用
        1.2.4 木星极光
    1.3 土星(Saturn)
        1.3.1 土星磁层
        1.3.2 土卫六(Titan)电离层
        1.3.3 土卫六与土星磁层的相互作用
    1.4 小结
第二章 中性风季节性变化在地球主磁场南北半球耦合中的影响
    2.1 引言
    2.2 α,β坐标系
    2.3 电离层电动力学
        2.3.1 电离层中的基本方程
        2.3.2 α,β坐标系中的方程
        2.3.3 边界条件
    2.4 验证
    2.5 应用:季节性变化的中性风
        2.5.1 静电势
        2.5.2 壳电流
        2.5.3 Birkeland电流
    2.6 结论
第三章 地球磁尾中重联产生的磁流通管的运动
    3.1 引言
    3.2 磁细丝的一般理论
        3.2.1 基本方程
    3.3 理论应用
        3.3.1 背景介质及初始条件的设置
        3.3.2 模拟结果
        3.3.3 分析与讨论
    3.4 结论
第四章 木卫一等离子体环中冷热离子的轨迹
    4.1 引言
    4.2 等离子体环中离子的理论分析
        4.2.1 基本方程
        4.2.2 参数输入
        4.2.3 计算结果
    4.3 小结
第五章 不对称导致的土卫六尾迹的偏转
    5.1 引言
    5.2 单粒子运动轨迹
    5.3 与不对称有关的结果
    5.4 小结
第六章 总结和讨论
    6.1 总结
    6.2 讨论
参考文献
致谢
攻读学位期间的论文发表情况



本文编号：3771277