太陽風對地球磁層頂內側磁場之影響

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姓名

陳怡璇(Yi-shyuan Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學研究所

論文名稱

太陽風對地球磁層頂內側磁場之影響
(SolarWind Control of the Geomagnetic Field insidethe Magnetopause)

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摘要(中)

磁層頂的位置和形狀主要取決於太陽風的動壓和地球磁層內的磁壓平衡。本篇文章為了討論磁層頂內側磁場與地球磁偶極場的比值，我們使用了THEMIS任務中的五顆衛星的資料。利用五顆衛星擁有相同酬載的優點當作我們觀測資料的來源。經過資料處理之後我們發現日側磁層頂內側磁場與地球磁偶極場的比值與靜止平衡距離在南向行星際磁場（Southward IMF）的時候會呈現正比的關係。此外在北向行星際磁場的時候，磁層頂內側磁場會隨著靜止平衡距離的-2.6次方而變化；在南向行星際磁場的時候，磁層頂內側磁場會隨著靜止平衡距離的-1.9次方而變化。這有別於地球磁偶極場隨著靜止平衡距離的-3.0次方而改變，藉由磁層頂內側磁場與靜止平衡距離之間的關係可以得到一個最佳的方程式。

摘要(英)

The pressure is balanced at the magnetopause where separates the shocked solar wind and the compressed geomagnetic field. In this research, we use the magnetic fields from five THEMIS probes and the theoretical dipole magnetic field model to calculate the ratio of the compressed geomagnetic field just inside the magnetopause to the dipole magnetic field. Here we find that the ratio is linearly proportional to the subsolar standoff distance. Additionally, we also research the relation between the compressed geomagnetic field and the subsolar distance. Here we also find that the compressed geomagnetic field varies with the subsolar distance in a power law of -2.6 (-1.9) on the Northward (Southward) IMF, which is different from that estimated from the dipole magnetic field (-3.0). Furthermore, this relation can be turned into a function of the compressed geomagnetic field in terms of the subsolar distance.

關鍵字(中)

★ 地球磁層頂內側磁場

關鍵字(英)

★ geomagnetic field

論文目次

中文摘要 I
英文摘要 II
致謝辭 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章緒論 1
1-1　　簡介 1
1-1-1　太陽風介紹 1
1-1-2　　磁層介紹 2
1-1-3　　磁層頂介紹 3
1-2　　如何判定磁層頂穿越 8
1-3　研究起源與動機 9
第二章資料處理 13
2-1　　資料介紹 13
2-1-1　 THEMIS (Time History of Events and their Macroscopic Interactions during Substorms) 衛星介紹 13
2-1-2　 OMNI 資料介紹 13
2-1-3　地球磁偶極場的計算 14
2-2　　資料處理過程 15
2-2-1　磁層頂資料穿越事件判定 15
2-2-2　資料挑選 16
2-2-3　資料校正 19
第三章　資料分析 23
3-1　　資料統計分析 24
3-2　　行星際磁場南向或北向環境下磁層頂內側磁場與靜止平衡距離的關係 28
3-2-1　北向行星際磁場環境下磁層頂內側磁場與靜止平衡距離的關係 28
3-2-2　南向行星際磁場環境下磁層頂內側磁場與靜止平衡距離的關係 33
3-3　　在行星際磁場南向或北向環境下，地球磁偶極場與磁層頂內側磁場的關係 37
3-3-1　北向行星際磁場環境下地球磁偶極場與磁層頂內側磁場的關係 37
3-3-2　南向行星際磁場環境下地球磁偶極場與磁層頂內側磁場的關係 39
3-4　　在行星際磁場南向或北向環境下，比值a與靜止平衡距離的關係 41
3-4-1　北向行星際磁場環境下比值a與靜止平衡距離之間的關係 43
3-4-2　南向行星際磁場環境下比值a與靜止平衡距離之間的關係 44
第四章　討論與結論 45
4-1　　分析與討論 45
4-2　　結論 51
參考資料 53
附錄一　　GSM（GEOCENTRIC SOLAR MAGNETOSPHERIC SYSTEM）座標系統 55
附錄二　　最小方差法LEAST-SQUARES 56
附錄三　　磁層頂穿越事件之詳細資料 58

參考文獻

〔1〕Aubry, M. P., C. T. Russell, and M. G, Kivelson, “On inward motion of the magnetopause preceding a substorm”, J. Geophys. Res., 75, 7018-7031, 1970.
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〔5〕Tsyganenko, N. A., and D. G. Sibeck, “Concerning flux erosion from the dayside magnetosphere”, J. Geophys. Res., 99, 13,425-13,436, 1994.
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〔7〕Russell, C. T., “The ISEE 1 and 2 Fluxgate Magnetometers”, IEEE Transactions on Geoscience Electronics, vol. GE-16, 239-242, 1978.
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〔11〕Wiltberger, M., R. E. Lopez, and J. G. Lyon, “Magnetopause erosion： A global view from MHD simulation”, J. Geophys., Res. 108, 235, doi:10.1029/2002JA009564, 2003.

指導教授

許志浤(Jih-hong Shue)

審核日期

2009-7-17

推文