日地空间物理学 行星际与磁层 下PDF电子书下载

目 录 1

第六章地球磁层中的场和等离子体 1

§6.1磁层中的磁场 2

1．地球基本磁场 2

2．偶极子场和地磁坐标 7

3．磁层磁场 13

4．地磁场的周日变化 16

5．电离层电导率和发电机理论 17

6．地磁活动指数 22

§6.2磁层中的等离子体 23

1．等离子体边界层 23

2．极尖区等离子体 27

3．等离子体片 27

4．等离子体层 31

5．其他等离子体区域 33

§6.3极光粒子和场向电流 33

1．极光和极光椭圆 33

2．极光与电子和质子沉降 38

3．极光与场向电流 43

§6.4磁层电场和磁层等离子体对流 47

1．极区电场分布和场向电流 47

2．对流电场和旋转电场 50

3．磁层等离子体在极区和赤道面的对流 52

4．磁层等离子体对流和极区电离层电流的耦合 55

5．赤道面内对流运动和极区电离层内的电流分布的自洽解 56

6．磁层等离子体在子午面内的对流 61

1．太阳风粒子动量和能量向磁层内的输运 64

§6.5磁层等离子体对流驱动模式 64

2．重联磁层模式 65

3．粘性驱动磁层模式 70

§6.6磁层顶和磁尾中性片的内部结构 74

1．磁层顶结构的观测 75

2．单粒子轨道理论预计的磁层顶结构 77

3． 等离子体动力论预计的磁层顶结构 79

4．准静态重联理论预计的磁层顶结构 82

5．磁通量传输事件和动态重联理论 88

6．磁尾中性片的结构和真空重联理论 92

参考文献 94

第七章地球磁层中捕获的高能粒子（辐射带） 102

§7.1带电粒子在地磁场中的运动 103

1．带电粒子在偶极子磁场中的运动 103

2．带电粒子在实际磁层磁场中的运动 107

§7.2 磁层的不变量坐标和辐射带的描述 111

1．关于捕获粒子的刘维定理 111

2．不变量坐标和捕获粒子的通量图 113

3．辐射带质子 118

4．辐射带电子 125

§7.3捕获粒子的扩散 127

1．寝渐不变量的破坏，粒子的扩散和沉降 127

2．投掷角扩散 131

3．径向扩散 141

§7.4辐射带平衡结构的理论计算 148

1．辐射带子的平衡分布 148

2．辐射带质子的平衡分布 150

参考文献 152

第八章地球磁层中的波动 154

§8.1磁鞘中的波动及其向磁层中的传输 157

1．磁鞘中的波动 157

2．磁鞘中的波动向磁层内的传输 159

§8.2磁层顶邻近区域的波动 161

1．在磁层顶的邻近区域磁场和电场起伏的观测 161

2．磁层顶的Kelvin-Helmholtz不稳定性 164

3．磁层顶邻近的离子回旋不稳定性 167

4．磁层顶邻近的低混杂漂移不稳定性 173

§8.3磁层中的磁脉动 179

1．地磁脉动的分类及主要的观测结果 180

2．在单色外源作用下磁层内Alfvén波的共振激发 191

3．在宽频带外源作用下在等离子体层顶激发的表面波 194

4．质子回旋不稳定性激发的波动 196

§8.4磁层中的哨声和甚低频发射 199

1．哨声和甚低频发射的观测 199

2．哨声在等离子体层中的传播 207

3．等离子体层嘶声的准线性理论 212

参考文献 215

第九章地球磁层亚暴 219

§9.1 磁层亚暴期间在极光椭圆带上层大气中发生的现象 219

1．极光亚暴 220

2．极光粒子的加速 220

3． 磁层亚暴和AE指数 225

4．极电射光流的形成 229

§9.2磁层亚暴期间在磁尾中发生的现象 231

1．等离子体片的变薄和膨胀 231

2．等离子体片中等离子体能量的增加 235

3．等离子体片中的等离子体流 236

4．磁尾磁场的变化 238

5．亚暴期间磁尾变化的形态学模式和可能的机制 240

§9.3磁层亚暴期间在内磁层发生的现象 243

1．等离子体的注入和对流电场的侵入 244

2．注入质子的东向漂移和注入电子的西向漂移 245

3．磁流波和甚低频发射 248

4．漂移电子和漂移质子的沉降 250

5．等离子体层的收缩和变形 254

§9.4频繁发生的磁层亚暴——磁暴 257

1．地磁暴的形态 257

2．Dst指数和Asy指数 261

3．磁暴——频繁发生的亚暴 262

4．环电流 263

1．亚暴活动与行星际激波的相关 265

2．亚暴活动与行星际磁场南向分量的相关 265

3．亚暴活动与能量耦合函数的相关及与行星际电场的相关 266

4．地磁暴与太阳风参数的相关 269

§9.6磁层亚暴的能量来源和亚暴模式 272

1．磁层亚暴的能量耗散 272

2．磁层亚暴耗散的能量来源 273

3．磁层的“基态” 274

4．磁层对行星际磁场的响应 275

5．亚暴的形态 279

6．亚暴中性线模式 281

7．亚暴稀疏波模式 283

§9.5磁层亚暴与太阳风参数的相关 285

参考文献 286

第十章日地相关现象 292

§10.1与太阳爆发相关的地球物理现象 292

1．概述 292

2．电离层突然骚扰（SID） 297

3．极盖吸收事件（PCA） 300

4．磁暴 302

5．热层的磁暴效应 305

6．电离层暴 318

7．与太阳耀斑和磁暴相关的低层大气现象 327

§10.2与太阳自转和行星际共转结构相关的地球物理现象 328

1．与行星际共转结构相关的地磁活动 328

2．与行星际共转结构相关的低层大气现象 331

3．与太阳自转相关的电离层吸收现象 334

§10.3与太阳长期变化相关的地球物理现象 335

1．太阳耀斑引起的地球物理事件发生频次的太阳周年变化 335

2． 电离层及上层大气特性的太阳周年变化 337

3．太阳活动与气象的相关 339

4．太阳活动与气候变迁的相关 343

参考文献 345

第十一章空间等离子体的理论描述 349

§11.1带电粒子在磁场中的运动 350

1．带电粒子的引导中心在缓变磁场中的运动 351

2．带电粒子在缓变磁场中运动的寝渐不变量 357

3．带电粒子在缓变磁场中运动时能量的变化 360

4．高能带电粒子在偶极子场中的运动轨道 361

§11.2空间等离子体的磁流体力学描述 373

1．动力论方程和矩方程 374

2．由电子和质子组成的一元各向同性磁流体力学方程组 380

3．一元各向异性磁流体力学方程组 384

4．多元各向异性磁流体力学描述 385

§11.3空间等离子体动力学和反常输运过程 389

1．均匀磁化无碰撞等离子体中的波动 390

2．波粒子相互作用与不稳定性 411

3． 静电波粒子相互作用的准线性发展和反常输运过程 419

参考文献 431