地球磁層

地球磁層

地球磁場,簡言之是偶極型的,近似於把一個磁鐵棒放到地球中心,使它的N極大體上對著南極而產生的磁場形狀。地球中心並沒有磁鐵棒,而是通過電流在導電液體核中流動的發電機效應產生磁場的。

地球磁層

地球磁層

地球磁場,簡言之是偶極型的,近似於把一個磁鐵棒放到地球中心,使它的N極大體上對著南極而產生的磁場形狀。當然,地球中心並沒有磁鐵棒,而是通過電流在導電液體核中流動的發電機效應產生磁場的。
地球磁場不是孤立的,它受到外界擾動的影響,宇宙飛船就已經探測到太陽風的存在。太陽風是從太陽日冕層向行星際空間拋射出的高溫高速低密度的粒子流,主要成分是電離氫和電離
因為太陽風是一種電漿,所以它也有磁場,太陽風磁場對地球磁場施加作用,好像要把地球磁場從地球上吹走似的。儘管這樣,地球磁場仍有效地阻止了太陽風長驅直入。在地球磁場的反抗下,太陽風繞過地球磁場,繼續向前運動,於是形成了一個被太陽風包圍的、彗星狀的地球磁場區域,這就是磁層。
地球磁層位於地面600~1000公里高處,磁層的外邊界叫磁層頂,離地面5~7萬公里。在太陽風的壓縮下,地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠,形成一條長長的尾巴,稱為磁尾。在磁赤道附近,有一個特殊的界面,在界面兩邊,磁力線突然改變方向,此界面稱為中性片。中性片上的磁場強度微乎其微,厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分:北面的磁力線向著地球,南面的磁力線離開地球。
1967年發現,在中性片兩側約10個地球半徑的範圍里,充滿了密度較大的電漿,這一區域稱作電漿片。當太陽活動劇烈時,等離子片中的高能粒子增多,並且快速地沿磁力線向地球極區沉降,於是便出現了千資百態、絢麗多彩的極光。由於太陽風以高速接近地球磁場的邊緣,便形成了一個無碰撞的地球弓形激波的波陣面。波陣面與磁層頂之間的過渡區叫做磁鞘,厚度為3~4個地球半徑。
地球磁層是一個頗為複雜的問題,其中的物理機制有待於深入研究。磁層這一概念近來已從地球擴展到其他行星。甚至有人認為中子星和活動星系核也具有磁層特徵。

地球磁場

地球磁場言是偶極型的,近似於把一個磁鐵棒放到地球中心,使它的N極大體上對著南極而產生的磁場形狀。當然,地球中心並沒有磁鐵棒,而是通過電流在導電液體核中流動的發電機效應產生磁場的。
地球磁場不是孤立的,它受到外界擾動的影響,宇宙飛船就已經探測到太陽風的存在。太陽風是從太陽日冕層向行星際空間拋射出的高溫高速低密度的粒子流,主要成分是電離氫和電離氦。
因為太陽風是一種電漿,所以它也有磁場,太陽風磁場對地球磁場施加作用,好像要把地球磁場從地球上吹走似的。儘管這樣,地球磁場仍有效地阻止了太陽風長驅直入。在地球磁場的反抗下,太陽風繞過地球磁場,繼續向前運動,於是形成了一個被太陽風包圍的、彗星狀的地球磁場區域,這就是磁層。
地球磁層位於地面600~1000公里高處,磁層的外邊界叫磁層頂,離地面5~7萬公里。在太陽風的壓縮下,地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠,形成一條長長的尾巴,稱為磁尾。在磁赤道附近,有一個特殊的界面,在界面兩邊,磁力線突然改變方向,此界面稱為中性片。中性片上的磁場強度微乎其微,厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分:北面的磁力線向著地球,南面的磁力線離開地球。
1967年發現,在中性片兩側約10個地球半徑的範圍里,充滿了密度較大的電漿,這一區域稱作電漿片。當太陽活動劇烈時,等離子片中的高能粒子增多,並且快速地沿磁力線向地球極區沉降,於是便出現了千姿百態、絢麗多彩的極光。由於太陽風以高速接近地球磁場的邊緣,便形成了一個無碰撞的地球弓形激波的波陣面。波陣面與磁層頂之間的過渡區叫做磁鞘,厚度為3~4個地球半徑。

正文

地球的偶極磁場恰像巨大的磁棒產生的磁場,但在高空中受到太陽風的影響,地磁場的磁力線都向後彎曲,地磁場朝太陽方向的最前沿形成一個包層,並向著背太陽方向延伸。這個被太陽風包圍的、彗星狀的地磁場區域叫作地球磁層。地球磁層始於地表以上600~1,000公里處,向空間延伸到磁層邊緣。太陽風動能密度與地磁場能密度相平衡的曲面,就是地球磁層的邊界,稱為磁層頂。磁層同大氣層一樣隨著地球在空間運動。理論計算和衛星觀測表明,朝著太陽一面的磁層頂離地心約8~11個地球半徑,當太陽激烈活動時,則被突然增強的太陽風壓縮到5~7個地球半徑。背著太陽的一面,因太陽風不能對地磁場施以任何有效的壓力,磁層在空間可以延伸到幾百個甚至一千個地球半徑以外,形成一個磁尾。一些軌道偏心率較大的人造地球衛星探測到,在磁尾中存在著一個特殊的界面,在界面兩邊,磁力線突然改變方向。此界面稱為中性片(即電流片),它對來自太陽的帶電粒子進入地磁場可能起著重要作用。由於太陽風以高速度接近地磁場的邊緣,因而形成一個無磁撞的地球弓形激波的波陣面。波陣面與磁層頂之間的過渡區叫作磁鞘,厚度為3~4個地球半徑。 人造地球衛星觀測的結果還表明,在磁層內朝著太陽的一面,磁場的大小和方向是相對穩定的。在磁鞘外(約13~14個地球半徑以外),存在一個傾斜於黃道面的磁場,場強一般為4×10-5~7×10-5高斯。它主要來源於太陽的行星際磁場。伴隨太陽耀斑發生的高速太陽風,壓縮磁層的邊界,使得地表上的地磁效應相應增大,並發生不規則變化,這就是磁暴。地球磁層內還存在兩條輻射帶,即范愛倫帶(見地球輻射帶)。

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