低高度极尖区位形的经验模式

摘要

地球极尖区是太阳风等离子体进入内磁层和电离层的一个重要“窗口”,但其总体结构长期以来尚未确定.2008年3月8日两个连续亚暴期间,太阳风的整体变化范围较大,基于全球三维数值模拟我们建立了一个由行星际磁场(interplanetary magnetic field,IMF)B_(Y)、B_(Z)控制的低高度(1.1个地球半径高度)极尖区的预报模式.该模式由椭圆函数构造而成,拟合函数由极尖区位置和宽度控制并取决于IMF B_(Y)和B_(Z).极尖区地磁纬度(geomagnetic latitude,MLAT)随着向北IMF B_(Z)的增加而增加,随着向南IMF B_(Z)的增加而明显降低.当B_(Y)=0时,磁地方时(magnetic local time,MLT)接近12,当IMF为东向(西向)时,极尖区中心将位于北半球下午(上午)侧.MLAT宽度随IMF B_(Z)从北转南而减小,MLT宽度随IMF B_(Z)从北转南而增大.通过与DMSP卫星观测结果的比较分析,验证了该模型的有效性.基于低高度极尖区预报模式,将进一步建立极尖区三维预报模式,这将有助于空间天气预报.