行星際太陽(yáng)風(fēng)條件如何調(diào)制地球空間環(huán)境是空間天氣研究的挑戰(zhàn)性科學(xué)問(wèn)題。地球磁場(chǎng)開(kāi)閉力線(xiàn)邊界（Open-closed field line boundary，簡(jiǎn)稱(chēng)OCB）是開(kāi)放磁力線(xiàn)（一端連接地球，一端連接行星際太陽(yáng)風(fēng)）和閉合磁力線(xiàn)（兩端均與地球相連）的分界面。 OCB內(nèi)部區(qū)域決定了開(kāi)放磁通的大小，從而決定了地球磁場(chǎng)能量的變化，進(jìn)一步影響地球空間環(huán)境。一般認(rèn)為，地球OCB受到向陽(yáng)面磁層頂重聯(lián)和磁尾重聯(lián)的綜合調(diào)制，是太陽(yáng)風(fēng)-磁層-電離層耦合程度的重要表征量之一。研究OCB的位置位形對(duì)于進(jìn)一步研究太陽(yáng)風(fēng)與磁層相互作用的磁場(chǎng)重聯(lián)和能量輸運(yùn)具有重要意義。

　　日前，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)室的王赤研究員和王江燕博士等人利用自主開(kāi)發(fā)的全球三維磁流體力學(xué)（PPMLR-MHD）模擬程序，系統(tǒng)研究了行星際磁場(chǎng)對(duì)地球OCB緯度變化的影響。他們利用PPMLR-MHD模型模擬了DMSP衛(wèi)星觀(guān)測(cè)到的兩段典型OCB穿越時(shí)間，通過(guò)對(duì)比MHD和DMSP結(jié)果，驗(yàn)證了MHD模型可以重現(xiàn)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)磁層狀態(tài)下的OCB 緯度觀(guān)測(cè)結(jié)果。通過(guò)大量的數(shù)值實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)在行星際磁場(chǎng)存在By分量的情況下，晨側(cè)OCB和昏側(cè)OCB隨行星際磁場(chǎng)條件變化而展現(xiàn)不同的變化規(guī)律；行星際磁場(chǎng)變化引起的磁場(chǎng)重聯(lián)變化是導(dǎo)致OCB晨昏不對(duì)稱(chēng)性的重要因素。最后通過(guò)數(shù)值擬合，作者提出了用于描述晨昏側(cè)OCB緯度及其不對(duì)稱(chēng)性與行星際磁場(chǎng)變化關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。

　　該項(xiàng)工作揭示了引起OCB晨昏不對(duì)稱(chēng)性的物理機(jī)制，并首次給出了OCB緯度及其不對(duì)稱(chēng)性隨行星際磁場(chǎng)條件變化的定量關(guān)系，為進(jìn)一步定量研究太陽(yáng)風(fēng)向磁層的物質(zhì)和能量輸運(yùn)提供了科學(xué)基礎(chǔ)。該研究成果近期發(fā)表在美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)(AGU)學(xué)術(shù)期刊《地球物理期刊》(Journal of Geophysical Research (JGR): Space Physics)上，并被選為當(dāng)期的特色文章（“Featured article”）。

　　引用：

　　Wang, C., J. Y. Wang, R. E. Lopez, L. Q. Zhang, B. B. Tang, T. R. Sun, and H. Li (2016), Effects of the interplanetary magnetic field on the location of the open-closed field line boundary, J. Geophys. Res. Space Physics, 121, doi:10.1002/2016JA022784.

　　（供稿：天氣室）　　

圖電離層等離子體對(duì)流和電勢(shì)分布圖，其中黑線(xiàn)是開(kāi)閉磁力線(xiàn)分界面（OCB）