當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴襲擊地球時(shí)，帶電粒子沖擊波會(huì)引起地球空間和地球表面磁場(chǎng)的擾動(dòng)。從太陽(yáng)流出的帶電粒子（稱(chēng)為太陽(yáng)風(fēng)）會(huì)在向陽(yáng)面壓縮地球磁場(chǎng)，在夜夜側(cè)地球空間拉伸磁場(chǎng)，形成地球的磁層。帶電粒子沿著地球磁力線轟擊地球大氣，在極區(qū)附近產(chǎn)生壯觀的極光現(xiàn)象。與此同時(shí)，在地球表面，平行于地表方向的地球磁場(chǎng)將會(huì)發(fā)生突變。

　　空間天氣學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員孫天然、王赤等通過(guò)最新全球三維磁流體力學(xué)模擬結(jié)果表明，來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)的激波可以引發(fā)地球磁層的渦旋，從而產(chǎn)生地球表面可觀測(cè)到的磁場(chǎng)擾動(dòng)。這一響應(yīng)鏈由地球磁層和電離層中的電流所連接，從空間一直延伸至地球表面。近日，該研究成果被美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)（AGU）選為研究亮點(diǎn)，并在）2015年12月學(xué)會(huì)會(huì)刊（EOS）發(fā)專(zhuān)文介紹：“空間龍卷風(fēng)吹亂地球磁場(chǎng)”。

　　模擬結(jié)果顯示，激波首先與向陽(yáng)側(cè)地球磁場(chǎng)相遇，在太陽(yáng)風(fēng)的沖擊下該處磁力線被壓縮。但當(dāng)激波繞流至夜側(cè)磁層時(shí)，會(huì)發(fā)生一種有趣的現(xiàn)象：人們的直觀感覺(jué)可能是任何位置的磁力線都會(huì)被壓縮，然而事實(shí)上，一部分側(cè)翼區(qū)域的磁力線會(huì)被沖開(kāi)，在地球的晨側(cè)和昏側(cè)上空數(shù)萬(wàn)公里的地方產(chǎn)生兩個(gè)低磁壓區(qū)域。正如地球大氣中的低壓天氣系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生颶風(fēng)和龍卷風(fēng)一樣，這兩個(gè)低磁壓區(qū)域可以觸發(fā)電流“龍卷風(fēng)”。

　　這一渦旋就像是一個(gè)發(fā)電機(jī)，它所驅(qū)動(dòng)的電流沿磁力線一直延伸至地球的電離層，造成地球表面磁場(chǎng)強(qiáng)度的躍變。

　　雖然科學(xué)家們普遍猜測(cè)地球空間和地球表面對(duì)太陽(yáng)風(fēng)暴的響應(yīng)具有某種關(guān)聯(lián)性，但之前的研究往往將二者看成是兩個(gè)獨(dú)立的響應(yīng)過(guò)程?？臻g天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員的工作通過(guò)詳細(xì)的模擬研究首次給出了地球空間和地球表面的磁場(chǎng)是如何聯(lián)系在一起的，在空間和地表對(duì)太陽(yáng)風(fēng)暴的響應(yīng)過(guò)程之間建立了一個(gè)橋梁。(地球物理學(xué)研究雜志：空間物理，doi:10.1002/2014JA020754, 2015)

　　鏈接：https://eos.org/research-spotlights/electric-tornadoes-in-space-drive-disturbances-down-to-earth 

　　引用：Zastrow, M. (2015), Electric “tornadoes” in space drive disturbances down to Earth, Eos, 96, doi:10.1029/2015EO041529