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向阳面磁层顶磁重联多空间尺度研究的开题报告

一、研究背景和研究意义

磁层顶是太阳风与地球磁场相互作用区域的重要界面。在太阳风与

磁层顶的相互作用过程中，磁重联是一种重要的机制。磁重联是指两个

磁场线相交并通常连成一对环状磁场线的过程。磁重联能够将太阳风中

的磁能输送到地球磁层内部并激发磁层物理过程，影响地球磁层-电离层

系统的动态演化。因此，研究磁重联机制及其对地球磁层的影响具有重

要的科学和应用价值。

从空间尺度角度来看，磁层顶附近的磁重联通常具有不同的空间尺

度，例如小尺度的重联结构和大尺度的重联区域。然而，这些不同尺度

的磁重联结构和区域之间的相互作用机制和动力学演化过程目前还不清

楚。因此，开展向阳面磁层顶磁重联多空间尺度研究，对于深入了解磁

重联机制、揭示磁层顶附近的物理过程及其对地球磁层的影响具有极为

重要的科学意义。

二、研究内容和研究方法

本研究将主要围绕向阳面磁层顶附近的磁重联机制和多空间尺度演

化特征进行研究，具体包括以下内容：

1.研究向阳面磁层顶附近不同尺度的磁重联结构，分析其空间分布

特征和演化规律。

2.研究向阳面磁层顶附近不同尺度的磁重联区域，分析其空间分布

特征和演化规律。

3.研究磁重联结构和区域之间的相互作用机制，探究其对磁层物理

过程和地球磁层-电离层系统的影响。

本研究将主要采用以下方法：

1.利用磁层探测卫星和地面地磁观测站的观测数据，分析向阳面磁

层顶附近磁场的拓扑结构和演化特征。

2.利用磁层、电离层探测卫星和地面雷达的观测数据，分析磁重联

结构和区域的多尺度空间分布特征及动力学演化规律。

3.基于多种模拟模型，模拟磁重联过程和磁层物理过程，验证观测

统计结果的物理意义。

三、预期成果

通过本研究的开展，我们将能够深入了解向阳面磁层顶磁重联的多

空间尺度特征和演化规律，揭示磁重联机制及其对磁层物理过程和地球

磁层-电离层系统的影响。具体预期成果如下：

1.研究不同尺度的磁重联结构和重联区域的统计特征及演化规律；

2.揭示向阳面磁层顶磁重联的多尺度相互作用机制；

3.探究磁重联对磁层物理过程和地球磁层-电离层系统的影响；

4.发表多篇高质量学术论文，并且为磁层物理和地球科学领域的学

术研究提供有力支持。