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[科普中国]-磁性层

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磁性层(magnetosphere)是指在太阳风和地球磁场的相互作用下,地球原来磁场的磁力线被太阳风压缩在一个有限的空间,位于地球周围、被太阳风包围并受地磁场控制的等离子体区域,距地面600-1000公里高处。

简介游离层以下,大气中的荷电质点数量太少,大气行为很少收到影响,但在游离层内,磁场对大量电子和离子的运动都有相当重要的影响。到达某一高度以上,荷电质点的运动(例如产生极光)几乎完全受磁场所控制,所以此大气的最外缘,称之为磁性层(magnetosphere),位于距地面600-1000公里高处。磁性层的边界被称为磁层顶。地球球层和它的磁层顶,同地球大气一样,随地球自转而自转。1

发现史1958年因为某些高能质点和电子陷入磁性层内才被发现,这种磁性集中的扁圆形区,称之为范艾伦辐射带,内带中心离地球约3200公里,外带约16000公里。

形态特征磁性层的外缘,面向太阳一边高约57000公里,背向太阳一边则伸展到几十万公里。这种抛物线状的磁性层是因为太阳风在面向太阳的较平坦地球磁性层内发生作用。2

磁鞘在磁性层和太阳风的高能粒子之间,存在着一个过渡地带,其厚度约3-4个地球半径。这个过渡地带像套子一样,覆盖着磁性层,因而被称为磁鞘,实际上就是太阳风因与地球磁场相遇而形成的弓形激波。这个激波的波阵面,就是磁鞘和太阳风的分界面。2

成因磁性层是因为地球磁场有边界,在这个边界上,太阳风动能密度和地磁场能密度相平衡。而地球磁场之所以有边界,是太阳风作用的结果。

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院