磁暴的现象

磁暴的现象、特点、理论和影响演讲人：PB01203003胡浩PB01203162温良剑主要内容什么是磁暴磁暴的形态、分布以及分类磁暴的理论磁暴的影响“磁暴”这一名词的提出普鲁士博物学家和旅行家洪堡男爵（vonHumboldt，1769－1859年）曾经花了五年的时光在南美洲及墨西哥海湾的海上与岛上探险。在这次旅行中，他研究了从两极到赤道地磁强度的变化，并创造了“磁暴”这个名词来描述一个他首先加以记录的现象。2000年7月的一则新闻（2000年7月）14日发生的一个几十年来最大的太阳物质抛射事件，造成在太阳表面、行星际空间和地球附近出现了很多奇特现象，昨天（7月16日）高速太阳风抵达地球，大部分卫星通讯中断，北极光从北极区域扩展到美国南部佛罗里达州，令众多科学家惊愕不已。14日刚好是法国的国庆日(巴斯底节，BastilleDay)，因此专家们就把这一次太阳物质抛射事件称为「巴斯底日事件」，在地球发生的磁暴被称为「巴斯底日磁暴」……奇妙叵测的磁暴下面我们就来了解一下这个奇妙的现象—磁暴一.什么是磁暴全球性的地磁现象，是全球同时发生的强烈地磁干扰，磁情指数K=5（K:各个地磁台站用来描述每三个小时段内地磁场扰动强度的指数,从0到9分为十级；K3被认为是无扰动或微扰）磁暴的特征全球性同时性极区到赤道均可观察到二.磁暴的形态，分布和分类——磁暴的形态磁暴形态的纬度差异高纬：扰动成分较多，幅度较大，形态很不规则中低纬：扰动成分较少，幅度较小，形态较规则（注：磁暴发生时，各个地磁要素中，以水平分量变化最为激烈。尤以中低纬度地区的水平分量幅度最大、形态最清楚，故常中低纬地区的水平分量变化形态来研究磁暴的形态特征）磁暴的形态从磁强的变化上分：急始磁暴缓始磁暴它们的共同点：初相主相恢复相急始磁暴(2002.04.18)缓始磁暴(2002.09.05)磁暴的分布磁暴的时间分布具有统计规律性重现性---------27天太阳周变化---11年季节分布------春秋冬夏各小时的变化磁暴的分类按磁情指数K分类K=5：小磁暴K=6、7：中等磁暴K=8、9：强磁暴按磁暴的形态分类急始磁暴缓始磁暴按重现性分重现磁暴非重现磁暴绝大多数反映太阳粒子流的物理性质差异反映太阳粒子流的根本差别三.磁暴理论磁层在太阳风和地磁场的相互作用下，磁力线被太阳风压缩在一个有限的空间区域内，而太阳风却被磁场阻挡在这个有限的空间区域之外。对于太阳风而言，这个区域成了一个空腔，而地磁场完全被局限在这个空腔之内。这个具有磁场的空腔称为磁层。磁层结构磁层顶中性片磁尾磁层辐射带地球附近存在着带电粒子通量很高的区域辐射带内辐射带（耳蜗）外辐射带（耳廓）（注：实际上是按高能粒子的分布划分）1.5R附近；高能质子3~4R附近；高能电子磁暴的经典理论—DCF场、DR场1931年卡普曼和费拉罗提出DCF场粒子流在射向地球的运动过程中由于地磁场的作用，表面产生感应电流所产生的磁场磁暴初期，DCF场使地面上的水平分量增加，是形成磁暴初相的主要原因DR场理论DR场：环电流扰动场高能太阳风中的部分粒子闯入磁层后，在地磁场的作用下发生漂移，产生了一个自东向西的环电流，此电流的磁场就是DR场。太阳风不断吹来，漂移粒子数增多，DR场增强，使地磁水平分量不断减少：此即主相的形成。太阳风吹过后，失去了粒子源，环电流减弱，地磁水平分量渐复正常：此即恢复相的形成。环电流是分布在辐射带中的，辐射带是一双“耳朵”，太阳风产生这种扰动场作用也可叫作“耳边风效应”了。四.磁暴的影响导航地基系统GPS系统磁暴的影响通讯卫星大气加热芯片损坏表面充电深层充电电离层电波信号超视距雷达（监视航天器和导弹的发射）海底磁场潜水艇磁暴的影响电力系统：感应电流（直流电）危害输电设备（1989年3月13日，魁北克地区（600万居民）因一强磁暴大规模停电，长达九个小时。）管道系统：生物：地磁场的扰动会引起人体(动物）生物系统内的压力的变化。迁徙性动物如鸽子、海豚、鲸等都有生物罗盘，磁暴时，它们有可能会迷失方向。流量表显示出错加速电化学腐蚀感应电流结语“21世纪一百大科学难题之一”-------磁层亚暴和磁暴的整体过程磁暴只是地磁扰动的一种类型极光区磁扰：地磁亚暴SP1和磁扰日变化SD地磁脉动P这些磁扰重叠在一起形成复杂的地磁扰动极光极光极光极光谢谢大家！2002/12/28