近日,中科院國家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國家重點實驗室程征偉、史建魁、M. Dunlop和劉振興首次揭示了行星際磁場北向(IMF Bz<0)期間IMF By對磁尾等離子體片邊界層（PSBL）區(qū)場向電流流向和密度的影響。該研究成果發(fā)表在歐洲空間物理雜志《Journal of Atmosphere and Solar Terrestrial Physic》(JASTP)上。

　　太陽風(fēng)與地球磁層的相互作用問題一直是日地空間物理研究中的前沿課題。太陽風(fēng)/行星際磁場對地球磁層中的擾動變化有著重要的控制作用。以往的研究表明行星際磁場By不僅會對近地閉合磁力線區(qū)的場向電流有影響，這種影響也同樣存在于近地磁尾甚至遠磁尾區(qū)。然而，以往沒有研究給出行星際磁場北向期間IMF By對磁尾等離子體片邊界層區(qū)場向電流的影響，人們對行星際磁場北向期間太陽風(fēng)-磁層耦合過程的了解還很不足。

　　空間中心科研人員利用Cluster四顆衛(wèi)星的探測數(shù)據(jù)，通過對2001和2004年7月-11月748個行星際磁場北向期間的場向電流事件進行統(tǒng)計分析，首次揭示了行星際磁場北向條件下IMF By對磁尾等離子體片邊界層區(qū)場向電流的影響。研究顯示，IMF By對磁尾場向電流的流向有著非常重要的控制作用。對于北半球，當IMF By為正（負）時對應(yīng)地向（尾向）FAC。對于南半球則恰好相反，當IMF By為正（負）時對應(yīng)尾向（地向）FAC。當IMF By為正（負）時，等離子體片邊界層區(qū)場向電流的極性顯示出明顯的南北半球不對稱性，這種不對稱性在IMF By為正時更加明顯。場向電流的南北不對稱性主要是由于磁層結(jié)構(gòu)的不對稱性，電離層對流運動和不同的太陽風(fēng)-磁層耦合過程造成的。研究還顯示，當|IMF By|>10nT時，等離子體片邊界層區(qū)場向電流的密度與|IMF By|存在明顯的正相關(guān)系，但是當|IMF By|<10nT時，二者無明顯關(guān)系。這可能與IMF By在磁尾的滲透過程有關(guān)，IMF By較大時更容易滲透進等離子體片邊界層區(qū)。

　　該研究對于人們認識行星際磁場北向期間太陽風(fēng)-磁層耦合關(guān)系以及太陽風(fēng)能量向磁層傳輸?shù)奈锢磉^程具有重要的科學(xué)意義，同時對于認識空間天氣的因果鏈關(guān)系以及模型的建立具有重要的作用。

　　原文鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364682613002927 

　　引文：Cheng, Z. W., J. K. Shi , M. Dunlop , and Z. X. Liu ( 2014) , IMF By-controlled field-aligned currents in the magnetotail during northward interplanetary magnetic field, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 115-116, 52-58, doi: 10.1016/j.jastp.2013.11.003.

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行星際磁場北向條件下，當IMF By為正時等離子體片邊界層區(qū)場向電流事件在GSM坐標系下X-Y平面的分布（左）和其通過T96模型在極區(qū)的投影（右）。

行星際磁場北向條件下，當IMF By為正時等離子體片邊界層區(qū)場向電流事件在GSM坐標系下X-Y平面的分布（左）和其通過T96模型在極區(qū)的投影（右）。

磁尾場向電流密度與|IMF By|的關(guān)系。