暴时不同行星际激波及ICMEs结构下的大尺度场向电流分布特征研究

FACs which connects magnetosphere and ionosphere plays a significant role during the solar wind-magnetosphere-ionosphere coupling process. There always have been lacked the works of the statistical studies on the characteristics of FACs for different solar wind structure conditions during the geomagnetic storm events. In this work, in intense geomagnetic storms, by use of the geomagnetic observations of CHAMP, Polar, Orsted satellites, we intend to study large-scale FACs characteristics in different LT sectors of current densities and current sheets latitudinal distribution, and analyze the longtime variation characters of FACs. Besides, we will deeply investigate the correlation activities between large-scale FACs of different LT sector and ring current, as well as auroral electrojets. The resultes will be useful for understanding solar wind-magnetosphere-ionosphere coupling process during geomagnetic storms.

场向电流（FACs）在太阳风-磁层-电离层耦合过程中起着重要作用，它是磁层和电离层的联系纽带。强磁暴（Dst≤-100nT）期间场向电流对不同太阳风结构的响应及其空间分布特征一直缺乏统计分析。本课题拟利用CHAMP、Polar、Orsted卫星磁场绝对矢量观测计算、分析两种行星际激波（准垂直、准平行）、八类IMF Bz/ICMEs结构下不同扇区大尺度场向电流的暴时特征，包括电流密度、纬度随行星际条件变化的空间分布和长期变化特征，并通过研究不同扇区暴时FACs与环电流、极光电急流活动的相关性，探索研究高、低纬电流与场向电流能量输运、交换的动力学过程。本课题将总结、评价各种行星际条件下太阳风-磁层-电离层耦合的效能，研究成果对深入理解暴时太阳风-磁层-电离层耦合过程具有重要意义。

本项目为了考察不同激波类型、不同行星际ICMEs过程中，各类太阳风、行星际条件对电离层场向电流（FACs）在磁暴事件中活动的影响，以及FACs与高低纬地磁活动的相关性。对CHAMP卫星在轨期间27个由激波驱动并包含ICMEs事件过程的磁暴事件，按照激波法向角θ准垂直（>50°）、准平行（<45°）和激波到达后ICMEs开始前行星际(IP)磁场Bz分量>0、<0将事件分为四类，使用CHAMP卫星磁场矢量观测数据计算了四类事件中FACs的电流密度J，分析得到了不同事件类型中J在时间和空间（磁纬-磁地方时）上的分布特征，并进一步研究给出不同事件类型中激波以及行星际条件对FACs活动不同的控制作用；通过J与地磁活动指数中的AE和Dst指数的相关性分析，初步得到了四类事件中FACs与高、低纬地磁活动的相关关系。研究结果增加了磁暴活动中太阳风、行星际能量、物质与电离层活动耦合过程的认识，对于太阳风-磁层-电离层耦合研究具有重要意义。