2018研究生空间天气课件 大气.pptxVIP

空间天气能量影响大气;;三种机制的空间天气能量沉积速率;大气对空间天气条件的响应;研究的问题是确定在什么条件下“空间天气”沉积的能量密度可与当地大气的能量密度相媲美，并确定发生这种情况的高度？;大气对恶劣空间天气的响应;高层大气，特别是温度和密度，对太阳耀斑的反应非常显著。;使用这些高分辨率光谱和更长波长的SDOEVEEUV观测作为输入到时间相关电离层模型(TimeDependentIonosphericModel，TDIM)，以执行一系列六个灵敏度模拟，以确定电离层对软X射线波长的高度依赖性。

模拟结果表明，随着波长从0增加到3nm，电离截面也增加，从而使电离发生在较高的高度。

1~6nm软X射线波段在100~120km范围内沉积能量.这种能量沉积还包括能量小于几百eV的大多数光电子和次级电子级联的能量沉积。这些电子在这些高度上有较短的平均自由路径，以确保它们局地加热。

;比较太阳耀斑能量密度沉积与当地大气的能量密度，可以帮助理解空间天气对大气的影响。

假设持续太阳辐照时间为30分钟，其中50%的能量是作为中性气体的加热而沉积的。

2013年5月13日X5级耀斑的DEM辐照度将在100至120公里高度范围内提供～2×10?2J/m3的平均能量密度。

耀斑对100至120公里范围内大气层的平衡产生很显著的影响，因为它们与这些高度上大气的热含量相似。;极光能量沉积;24次极光火箭飞行观测到的电子光谱;大约50%的入射粒子能有效地加热中性气体。加热速率与电离率成正比，电离率与电子密度平方成正比。能量沉积方程：;电磁能量沉积;电磁能量密度的计算;Pederson电导率在极光椭圆带最大;空间天气对大气影响;对于最有效的空间天气太阳耀斑，X级耀斑，主要波段在1到10nm之间。这些沉积能量在100至120公里之间，即它们在地面大气中的光学深度。

对于最有效的空间天气极光沉降，极小到10keV特征能量中的电子通量将其能量沉积在100~120km之间，即这些电子进入地面大气的光学深度。

对于最有效的空间天气，电磁Poynting进行大气加热是通过焦耳加热，而焦耳加热又取决于Pedersen的电导率。强烈的耀斑和极光都在沉积能量并产生增强的电导率。电磁能量沉积位于110~130公里范围内。

;在空???上，耀斑影响贯穿整个白天，其最大的影响在太阳下点。这种影响向由太阳天顶角控制，暗半球减弱。在冬至条件下，整个极地区域都会被阳光照射。这使得耀斑过程能够通过改变电导率对极光和电磁过程产生影响。

恶劣的空间天气导致极光椭圆的赤道边界移动到低纬度，包括通常被称为中低纬度的地区。在恶劣的空间天气情景中，一个突出的问题是确定扩展的椭圆形内的位置，其中持续电子沉淀的持续时间长达20分钟。

通过Poynting通量进入高层大气的能量沉积是全球范围内的，是大气最大的空间天气能源。沉积高度是由焦耳加热机制决定的，而这又取决于Pedersen电导剖面，强烈的耀斑和极光都能沉积能量并产生增强的电导率。;由于在太阳附近目睹了速度超过3000公里/秒的事件，在1AU处的嵌入场超过100NT，并产生了超过850NT的dst值，很明显，太阳有能力产生对地球环境具有灾难性影响的事件。但是，最极端的事件会有多严重呢？考虑到地球的磁层，dst的最极端值有一个物理极限：?32000NT。为什么？因为这足以使地球的地磁场完全无效。