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1、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n n什么是磁暴n n磁暴的形态、分布以及分类n n磁暴的理论n n磁暴的影响“磁暴”这一名词的提出n n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。 2000年7月的一则新闻n n（20002000年年7 7月）月）1414日发生的一个几十年来最大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
2、、行星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，昨天际空间和地球附近出现了很多奇特现象，昨天（7 7月月1616日）高速太阳风抵达地球，大部分卫日）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。部佛罗里达州，令众多科学家惊愕不已。1414日日刚好是法国的国庆日刚好是法国的国庆日( (巴斯底节，巴斯底节，Bastille Day)Bastille Day)，因此专家们就把这一次太阳物质抛射事件称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
3、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n n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:K:各个地磁台站用来描述每三个小时段内地磁场扰动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强度的指数, ,从从0 0到到9 9分为十级；分为十级；K3K 冬夏冬夏n n各小时的变化各小时的变化磁暴的分类n n按磁情指数按磁情指数K K分类分类 K= 5 K= 5 ： 小磁暴小磁暴 K=6 K=6、7 7 ：中等磁暴中等磁暴 K=8 K=8、9 9 ： 强磁暴强磁暴n n按
4、磁暴的形态分类按磁暴的形态分类 急始磁暴急始磁暴 缓始磁暴缓始磁暴n n按重现性分按重现性分 重现磁暴重现磁暴 非重现磁暴非重现磁暴绝大多数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n n在太阳风和地磁场的相互作用下，磁力线被太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。这个具有磁磁场完全被局限在这
5、个空腔之内。这个具有磁场的空腔称为磁层。场的空腔称为磁层。 n n磁层结构磁层结构磁层顶中性片磁尾磁层辐射带n n地球附近存在着带电粒子通量很高的区域地球附近存在着带电粒子通量很高的区域 辐射带n n内辐射带 （耳蜗）n n外辐射带 （耳廓）（注：实际上是（注：实际上是按高能粒子的分按高能粒子的分布划分）布划分）1.5R附近；高能质子34R附近；高能电子磁暴的经典理论DCF场、DR场n n19311931年年 卡普曼和费拉罗提出卡普曼和费拉罗提出 n nDCF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
6、主要原因DR场理论n nDRDR场：环电流扰动场场：环电流扰动场 高能太阳风中的部分粒子闯入磁层后，高能太阳风中的部分粒子闯入磁层后，在地磁场的作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，此电流的磁场就是流的磁场就是DRDR场。场。n n太阳风不断吹来，漂移粒子数增多，太阳风不断吹来，漂移粒子数增多，DRDR场增强，使地场增强，使地磁水平分量不断减少：此即主相的形成。磁水平分量不断减少：此即主相的形成。n n太阳风吹过后，失去了粒子源，环电流减弱，地磁水太阳风吹过后，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。平分
7、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，辐射带是一双环电流是分布在辐射带中的，辐射带是一双“ “耳朵耳朵” ”，太阳风产生这种扰动场作用也可叫作，太阳风产生这种扰动场作用也可叫作“ “耳边风效应耳边风效应” ”了。了。四.磁暴的影响n n导航地基系统GPS系统磁暴的影响n n通讯n n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n n电力系统：感应电流（直流电）危害输电设备感应电流（直流电）危害输电设备 （19891989年年3 3月月1313日，魁北克地区（日，魁北克地区（600600万居民）因一强磁暴大规模
8、万居民）因一强磁暴大规模 停电，长达九个小时。）停电，长达九个小时。）n n管道系统：n n生物： 地磁场的扰动会引起人体地磁场的扰动会引起人体( (动物）生物系统内的压力的动物）生物系统内的压力的变化变化 。迁徙性动物如鸽子、海豚、鲸等都有生物罗盘，。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。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感应电流结语n n“21“21世纪一百大科学难题之一世纪一百大科学难题之一”-”-磁层亚暴和磁暴的整体过程磁层亚暴和磁暴的整体过程n n磁暴只是地磁扰动的一种类型磁暴只是地磁扰动的一种类型n n极光区磁扰：地磁亚暴极光区磁扰：地磁亚暴SP1SP1和磁扰日变化和磁扰日变化SDSDn n地磁脉动地磁脉动P Pn n这些磁扰重叠在一起形成复杂的地磁扰动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
