近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陳出新提出亞暴觸發(fā)機(jī)制新觀點(diǎn)，該研究以亮點(diǎn)文章形式在線發(fā)表在Geophysical Research Letters上。
當(dāng)?shù)厍蚋浇男行请H磁場轉(zhuǎn)為南向超過三十分鐘之后，磁層中最劇烈的空間天氣現(xiàn)象亞暴就爆發(fā)了。它表現(xiàn)為最靠近赤道的極光弧的突然增亮并向極區(qū)擴(kuò)展，靠近極區(qū)的整個夜空都被照亮了。伴隨著亞暴，地面磁場發(fā)生很大變化，衛(wèi)星運(yùn)行軌道附近的可能對飛行器造成傷害的高能粒子流增強(qiáng)。由于該過程涉及多時空尺度的變化，真相撲朔迷離，導(dǎo)致亞暴的觸發(fā)機(jī)制成為長期爭論的焦點(diǎn)，幾十年來一直是磁層物理極具挑戰(zhàn)性的核心問題。亞暴模型有六個之多，但是，至今沒有出現(xiàn)公認(rèn)正確的那一個。人們普遍認(rèn)為，亞暴是地球磁層去掉由太陽風(fēng)儲存在它的尾瓣中的多余磁能的一種手段�？墒�，磁尾中的“爆發(fā)流”也能達(dá)到同一目的，那為什么要啟動亞暴呢？
陳出新認(rèn)為，之所以要啟動亞暴是因為問題出在輸運(yùn)系列上。當(dāng)行星際磁場轉(zhuǎn)為南向時，亞暴的增長相開始。磁層中的對流元由分立的“爆發(fā)流”和大尺度對流組成。這些對流元主要集中在子夜子午面附近。當(dāng)它們流動到近地等離子體片時，由于它們所含的相對均勻的熵值，它們將沿環(huán)向展開，形成一個個圍繞地球的同心圓。在一個穩(wěn)定的磁層里，熵的分布是從地球向外增加的。亞暴增長相的極光弧正是由這些正在走向死亡的對流元產(chǎn)生的。這里有兩個長期被人們忽略的要素。一，由于等離子體片逐漸變薄，穿過其中的磁力線逐漸拉伸，增長相中隨時間不斷產(chǎn)生的對流元系列所含的熵是逐一減小的。二，有限電導(dǎo)率的電離層對產(chǎn)生極光弧的磁流通管足跟的拖拽導(dǎo)致這些磁流通管具有環(huán)向磁場。后產(chǎn)生的對流元需要穿過瀕死的對流元到達(dá)更靠近地球的穩(wěn)定的最終目的地。當(dāng)瀕死的對流元中環(huán)向磁場足夠強(qiáng)時，只含有子午面磁場的后生對流元便被阻隔在瀕死對流元的外側(cè)，二者形成瑞利-泰勒型不穩(wěn)定區(qū)。不穩(wěn)定殼層的坍塌引起近地等離子體片的連鎖坍塌，熵逐一增加的輸運(yùn)系列重新建立。
