Magnetohydrodynamic simulation of interaction between the solar-wind magnetosphere, and ionosphere

太阳风磁层与电离层相互作用的磁流体动力学模拟

基本信息

  • 批准号:
    09440172
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have constructed a 3-dimensional global magnetohydrodynamic (MHD) model to self-consistently treat the solar wind-magnetosphere-ionosphere interaction, and have studied the transfer processes. Configuration and dynamics of the earth's magnetosphere are strongly affected by variations of the solar wind and interplanetary magnetic field (IMF) for recent several hours. Directly driven process on the magnetosphere like a polar electric potential responds in about 10 minutes to their variations, on the other hand loading-unloading precess like onset of tail reconnection in the plasma sheet usually needs about 1 hour time delay from sudden southward turn of IMF.Therefore, it is necessary to know the present magnetospheric configuration as well as the present parameters of the solar wind and IMF in order to obtain future magnetospheric configuration.Magnetosphere and ionosphere coupling is one of important processes. In order to include the ionospheric feedback process to the global MHD si … More mulation of the solar wind-magnetosphere interaction, field aligned currents are traditionally mapped from the inner boundary of magnetosphere onto the ionosphere, electric potential is calculated in the polar ionosphere by including ionospheric conductivity, and then convective electric fields are reversely mapped to the inner magnetosphere. We have tried the opposite procedure in our global MHD simulation.A 3-dimensional global MHD simulation of the interaction between the solar wind and the earth's magnetosphere has been executed to study the event of November 17, 1996 and the space weather "electrojet challenge" event of March 19-20, 1999. As input for the simulation, one minute values of solar wind parameters from the WIND and ACE satellites were utilized, namely the x-component of the solar wind velocity, the solar wind density, the plasma pressure and the y-and z-components of the IMF in solar-magnetospheric coordinates. We presented cross sectional profiles of energy in the noon-midnight and equatorial planes, polar plots of ionospheric potential and configuration of magnetic field lines every 10 minutes to compare with the satellite and SuperDARN observations. Less
我们构建了一个三维全球磁流体动力学(MHD)模型来强自洽地处理太阳风-磁层-电离层相互作用,并研究了太阳风变化对地球磁层的结构和动力学的影响。近几个小时内磁层上的直接驱动过程(如极电位)会在大约 10 分钟内响应它们的变化,另一方面,加载-卸载过程(如开始)。等离子片中尾部重联通常需要从IMF突然南转起大约1小时的时间延迟。因此,需要了解当前的磁层构型以及太阳风和IMF的当前参数,才能获得未来的磁层配置。磁层和电离层耦合是重要过程之一,为了将电离层反馈过程纳入太阳风-磁层相互作用的全球 MHD si ... More 调制中,传统上将场对准电流映射为将磁层内边界投射到电离层上,通过包括电离层电导率来计算极地电离层中的电势,然后将对流电场反向映射到内磁层。我们在全球 MHD 模拟中尝试了相反的过程。A 3-已经执行了太阳风与地球磁层相互作用的三维全球MHD模拟,以研究1996年11月17日的事件和3月的空间天气“电喷射挑战”事件1999年19-20日。作为模拟的输入,使用了来自WIND和ACE卫星的太阳风参数的一分钟值,即太阳风速度的x分量、太阳风密度、等离子体压力和我们展示了太阳磁层坐标中 IMF 的 y 和 z 分量,以及正午和赤道平面的能量截面图、电离层势和配置的极坐标图。每 10 分钟测量一次磁场线,与卫星和 SuperDARN 观测结果进行比较。

项目成果

期刊论文数量(39)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ogino,T.: "Global MHD Simulation Code for the Earth's Magnetosphere Using HPF/JA"HUG2000. 14-22 (2000)
Ogino,T.:“使用 HPF/JA 的地球磁层全球 MHD 模拟代码”HUG2000。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Bargatze,L.F.: "Solar wind magnetic field control of magnetospheric response delay and expansion phase onset timing"J.Geophys.Res. 104. 14,583-14,599 (1999)
Bargatze,L.F.:“磁层响应延迟和膨胀相开始定时的太阳风磁场控制”J.Geophys.Res。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
荻野竜樹: "VPP Fortran からHPFへ"名古屋大学大型計算機センターニュース. Vol.31,No.4. 372-405 (2000)
Tatsuki Ogino:“从 VPP Fortran 到 HPF”名古屋大学大型计算机中心新闻,第 31 卷,第 372-405 期(2000 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Nishida,A.,and T.Ogino: "Convection in the carth's magnetotail" AGU Mono. 105. 61-75 (1998)
Nishida, A. 和 T.Ogino:“地球磁尾中的对流”AGU Mono。
  • DOI:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Nishida, A.: "Convection in the Earth's Magnetotail" AGU Monograph, American Geophysical Union. (in press). (1998)
Nishida, A.:“地球磁尾中的对流”AGU 专着,美国地球物理联盟。
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