磁尾對(duì)流對(duì)于質(zhì)量、能量和磁通的地向傳輸有著重要作用，一直以來(lái)都是磁暴/磁層亞暴期間磁層動(dòng)力學(xué)研究的關(guān)鍵課題。不論是等離子體片邊界層還是中性等離子體片，等離子體的流速通常都很?。?lt; 100 km/s）。然而在某些情況下，磁尾同樣存在持續(xù)時(shí)間在分鐘量級(jí)的高速流事件（>幾百km/s）。學(xué)者們推斷出了一系列高速流的形成機(jī)制，其中廣為流行的是近地磁場(chǎng)重聯(lián)機(jī)制，即通過(guò)磁場(chǎng)重聯(lián)，將磁能轉(zhuǎn)化成等離子的動(dòng)能，從而形成高速流。

　　磁尾高速流、磁尾偶極化以及極區(qū)極光活動(dòng)是磁層亞暴的三個(gè)主要現(xiàn)象。一直以來(lái)，針對(duì)磁尾高速流與磁尾偶極化和極光活動(dòng)之間關(guān)系的研究存在很大的爭(zhēng)議；有些學(xué)者認(rèn)為，磁尾高速流在地向傳播過(guò)程中的“剎車(chē)”效應(yīng)產(chǎn)生磁尾偶極化，從而觸發(fā)了極光爆發(fā)的亞暴活動(dòng)。這也是亞暴經(jīng)典模型——近地中性線（NENL）模型給出的物理圖像。近些年，學(xué)者們傾向于利用近地中性線（NENL）模型來(lái)理解高速流與亞暴活動(dòng)之間的關(guān)系。盡管如此，依然有部分學(xué)者認(rèn)為，高速流與亞暴活動(dòng)之間沒(méi)有必然的因果聯(lián)系，因?yàn)楦咚倭饕部梢酝ㄟ^(guò)磁尾偶極化等其他過(guò)程產(chǎn)生，并且不是所有的高速流事件都與亞暴活動(dòng)一一對(duì)應(yīng)。

　　日前，中科院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李暉副研究員、王赤研究員和北京大學(xué)傅綏燕教授合作，利用THEMIS五顆衛(wèi)星磁尾探測(cè)期的觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)研究了子夜磁尾等離子體片中的高速流事件，并系統(tǒng)考察了高速流與磁尾偶極化以及亞暴活動(dòng)的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，距離地球15 Re以外的高速流期間并沒(méi)有明顯的亞暴活動(dòng)跡象，而距離地球15 Re以內(nèi)的高速流可以按照其與亞暴活動(dòng)的相關(guān)性分為明顯的兩類(lèi)：短時(shí)高速流（持續(xù)時(shí)間< 2分鐘）和長(zhǎng)時(shí)高速流（> 4分鐘）。短時(shí)高速流與亞暴活動(dòng)有著非常強(qiáng)的相關(guān)性，并且偶極化區(qū)域（-9~-11Re）短時(shí)高速流的急始基本與亞暴以及偶極化急始同時(shí)發(fā)生，然而，在近地（-7~-9Re）和近磁尾（-11~-15Re）區(qū)域，短時(shí)高速流的急始則出現(xiàn)2至4分鐘的延遲。如果認(rèn)為短時(shí)高速流是由偶極化時(shí)的非平衡力產(chǎn)生的，這些特征與柯林電流回路亞暴模型（CECL）和越尾電流中斷模型（CD）的預(yù)測(cè)相一致。相比之下，盡管長(zhǎng)時(shí)高速流擁有更大的地向磁通傳輸能力，卻并沒(méi)有明顯的亞暴活動(dòng)與之對(duì)應(yīng)，這并不符合時(shí)下流行的NENL亞暴模型的預(yù)測(cè)。另外，這兩類(lèi)高速流的速度分布特征也有明顯不同；對(duì)于短時(shí)高速流，可以發(fā)現(xiàn)多個(gè)月牙形的離子分布；而對(duì)于長(zhǎng)時(shí)高速流，只有一個(gè)月牙形的離子分布。這也是區(qū)分兩類(lèi)高速流的重要特征。

　　該項(xiàng)研究成果對(duì)于理解高速流與亞暴活動(dòng)之間的關(guān)系具有重要意義。該研究成果發(fā)表在美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)（American Geophysical Union, AGU）學(xué)術(shù)期刊《地球物理期刊》（Journal of Geophysical Research (JGR): Space Physics）上。

　　（供稿：空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

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　　圖1：磁尾等離子體片中的兩類(lèi)高速流

　　圖2：不同區(qū)域不同持續(xù)時(shí)間的高速流與亞暴活動(dòng)以及偶極化的關(guān)系

　　圖3：亞暴活動(dòng)與短時(shí)高速流相關(guān)性更好　　

　　圖4：高速流的離子速度分布：長(zhǎng)時(shí)高度流（左）和短時(shí)高速流（右）