极区电离层能量耗散时空变化特征的数值模拟研究

We simulate quasi-state cases with different interplanetary conditions and magnetic storm and substorm to survey the polar ionospheric energy dissipation process based on the PPMLR global 3D MHD model, determine the quantitative relationship between the particle precipitation and joule heating and the interplanetary conditions and the intensity of magnetic storm and substorm, study the spatial distribution characteristics and the evolution with different phase of magnetic storm and substorm, develop a function between the energy dissipation and the solar wind conditions of quasi-state cases and variation solar wind cases.

本项目利用PPMLR全球三维MHD模型模拟不同行星际条件的准稳态算例和时序变化的磁暴和亚暴事件，考察太阳风能流在极区电离层的耗散过程，确定极光粒子沉降和焦耳加热随行星际条件的定量变化以及与磁暴和亚暴强度的关系，探索其空间分布特征及随磁暴和亚暴不同发展阶段的演化规律，建立准稳态和时序变化的太阳风条件下的能量耗散与太阳风参数的函数关系。

本项目利用PPMLR全球三维MHD模型模拟不同行星际条件的240个准稳态算例和时序变化的磁暴和亚暴事件，考察太阳风能流在极区电离层的耗散过程，确定极光粒子沉降和焦耳加热随太阳风参数和行星际条件的定量变化的特征以及与磁暴和亚暴强度的关系，探索其空间分布特征及随磁暴和亚暴不同发展阶段的演化规律，建立准稳态和时序变化的太阳风条件下的能量耗散与太阳风参数的函数关系。未来本项目研究成果可用于基于上游太阳风参数预报极区电离层能量耗散过程和磁暴、亚暴等磁暴扰动事件。