磁暴的现象精品课件

1、磁暴的现象第1页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五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第2页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五“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，17691859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。 第3页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五2000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

2、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，Bastille Day)，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 第4页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五奇妙叵测的磁暴下面我们就来了解一下这个奇妙的现象 磁暴第5页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五一.什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

3、（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；K冬夏各小时的变化第11页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五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第12页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五三.磁暴理论第13页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五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

4、，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第14页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五磁层第15页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五辐射带地球附近存在着带电粒子通量很高的区域 第16页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五辐射带内辐射带 （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34R附近；高能电子第17页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五磁

5、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第18页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五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

6、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。第19页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五四.磁暴的影响导航地基系统GPS系统第20页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五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）海底磁场潜水艇第21页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五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第22页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五结语“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第23页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五极光第24页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五极光第25页，共28页，2022年，5月20日，10点23分，星期五极光第26