在南北兩極上空看到的多彩極光通常是由來(lái)自太陽(yáng)的高速帶電粒子撞擊高層大氣產(chǎn)生的。一般認(rèn)為這些太陽(yáng)粒子主要在太陽(yáng)磁場(chǎng)南向條件下深入地球磁層，而在太陽(yáng)磁場(chǎng)北向期間，只有少數(shù)粒子滲透入磁層，不能滿(mǎn)足夜側(cè)強(qiáng)極光的能量。
地質(zhì)與地球物理研究所地磁與空間物理研究室研究員杜愛(ài)民與美國(guó)的合作者通過(guò)分析衛(wèi)星數(shù)據(jù)，研究了持續(xù)的太陽(yáng)磁場(chǎng)北向條件下的太陽(yáng)風(fēng)-磁層-電離層的耦合過(guò)程，發(fā)現(xiàn)在特定條件下地球磁尾預(yù)先儲(chǔ)存下的能量可以激發(fā)強(qiáng)烈的極光。攜帶大量太陽(yáng)磁場(chǎng)和帶電粒子的云團(tuán)事件（稱(chēng)為磁云），分為兩類(lèi)，一類(lèi)是磁云的前半段為北向磁場(chǎng)，后半段為南向磁場(chǎng)，另一類(lèi)為磁場(chǎng)先南后北。研究表明，對(duì)于第一類(lèi)先北后南型，極光不易發(fā)生。他們通過(guò)數(shù)據(jù)分析給出了太陽(yáng)風(fēng)能量進(jìn)入磁層的次級(jí)機(jī)制—"似粘滯性"作用的物理模式。對(duì)于第二類(lèi)太陽(yáng)先南后北型，發(fā)現(xiàn)在北向期間偶有極光發(fā)生，提出北向期間極光能量來(lái)自于南向磁場(chǎng)期間儲(chǔ)存在磁尾的剩余能量，極光的強(qiáng)弱取決于太陽(yáng)風(fēng)的速度和磁暴的大小。這些能量在磁尾只存活1~4小時(shí)。因此他們推斷在太陽(yáng)上可能存在相似的儲(chǔ)能機(jī)制。如果太陽(yáng)有相似的工作模式，太陽(yáng)物理學(xué)家們可能最終會(huì)預(yù)報(bào)太陽(yáng)耀斑的發(fā)生及其對(duì)空間宇航員的危害。
該系列成果發(fā)表在國(guó)際期刊Journal of Geophysical Research和Planetary and Space Science上（Du et al. Anomalous geomagnetic storm of 21–22 January 2005: A storm main phase during northward IMFs. Journal of Geophysical Research. 2008, 113, A10214, doi:10.1029/2008JA013284；Du et al. Observations of dawn-dusk aligned polar cap aurora during the substorms of January 21, 2005. Planetary and Space Science. 2011, 59(13) :1551-1558；Du et al. Solar Wind Energy Input during Prolonged, Intense Northward InterplanetaryMagnetic Fields: A New Coupling Function. Journal of Geophysical Research. 2011，116，A12215,doi:10.1029/2011JA016718）。
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