第一章引言
1相关概念
地磁暴是指全球范围内地磁场持续的剧烈扰动，主要特征为在中低祎台站同时观测到地磁场水平分量大幅度的减小。图1为磁暴形态的示意图，一个磁暴过程包括磁暴初相，磁暴主相和恢复相。磁暴主相是磁暴最重要的组成部分，它的含义为磁暴期间中低玮度地磁水平分量从幵始下降到降至最低值的过程。磁暴主相之后地磁水平分量逐渐恢复至磁暴发生前的水平，典型的磁暴一般持续1-5天[2]。Dst指数是描述地磁暴活动水平的指数。以格林尼治小时为时间间隔，将国际上常用的4个台站的地磁水平分量消除国际磁静曰和长期变化，并归算到地磁赤道后的时均值，以纳特为单位。
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2磁暴的强度分级
在分析磁暴的行星际源时，需要对太阳风的特征进行判断，因为不同属性的太阳风引起的磁暴特征（强度、持续时间等）都可能不同，因此，引起磁暴的太阳风属性特征的分析或判读就成为磁暴研究的一个重要基础。扰动的太阳风可以是CME在行星际空间传播过程中引起的，也可以是晃洞高速流与背景太阳风相互作用形成的共转相互作用区（CIR)。太阳风的特性除了需要依据太阳风的磁场、速度、温度、密度参数外，还需要依据太阳A的成份数据6]。目前人们普遍都认为ICME应该具有较强的磁场强度，低的质子温度和低的等离子体P，以及磁场连续旋转超过30°的角度等特性。磁云是ICME中的一个子集，对于磁云，通常认为(0.1，且磁场连续平滑地旋转过一个180°以上的角度0典型的ICME引起的扰动太阳风状况如图3所示。从图3可以看出，ICME的前面为ICME驱动的激波，在ICME和激波之间的部分为磁鞘（sheath),磁銷中的磁场通常剧烈地瑞动着。图3为理想的磁云示意图。有时只看到激波，而未看到后面的驱动结构ICME。有时可以看到图3所示的完整结构，而ICME的结构可能不像图3那么规则。通常ICME前面都有一个激波，因此，激波是识别后随的太阳风是否是ICME的重要标识。
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第二章中等磁暴的太阳周分布
1数据统计结果
本文利用世界数据中心日本地磁数据中心提供的Dst数据，查阅了 1957-2008年期间的Dst指数，依据主相结束时Dst的最小值取值满足-100nT<-Dst<-50 nT以及Dst变化幅度在50nT至1 OOnT之间的条件，选取出在这期间所有的中等磁暴。共统计了736起中等磁暴事(-100nT<Dst$50nT)，其中19周128个，20周119个，21周193个，22周161个，23周135个，表3列出了各个年份统计发生的中等磁暴具体数目。本文首先讨论了所有中等磁暴与太阳黑子数的关系，太阳黑子数是描述太阳活动的重要标志，黑子活动越频繁，说明太阳活动越剧烈。表4列出了太阳活动峰值后出现的中等磁暴数目之间的关系。从表4可以看出，在太阳活动下降段发生的中等磁暴为554起，占总磁暴的75.3%，也就是说大多数的中等磁暴是发生在太阳活动峰值之后。另外，Le等对大磁暴和特大磁暴的分析表明，太阳活动最大值前2年和后3年这段时间内是发生大磁暴和特大磁暴的活跃阶段，而本文对太阳活动最大值前两年和后三年这段时间发生的中等磁暴数目也做了相应的分析，如表5所示，在这段期间内出现的磁暴数目为389起，占总数的53.4%，也就是说在太阳活动最大值前两年和后三年这五年的时间内出现的中等磁暴数占总数的约一半左右，从总数上的分析结果显示中等磁暴并未出现与大磁暴和特大磁暴分布相同的特征。但如果将各个周期的具体数值进行分析比较，结果显示某些周期出现不一样的特征，如表6所示。
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2中等磁暴的太阳周分布
所有中等磁暴与部分中等磁暴随太阳周的分布是否有差异呢？在以往的研究中，还未给出过太阳活动周上升段和下降段中等磁暴发生的比率，即在太阳活动周上升段和下降段的中等磁暴的比例是多少呢？不同的太阳活动周，中等磁暴与太阳黑子数的位相关系如何？这是所研究的另一个内容。每年中等磁暴的数量与太阳黑子年均值的比较见图2。由于第19周只从1957年幵始才有Dst数据，而1957年为该周的太阳活动最大年，因此，19周上升段的中等磁暴的资料是缺失的，所以对于第19周每年磁暴的数量特征不分析，只分析20?23太阳活动周中等磁暴的太阳周分布。从图7可以看出，第20周每年中等磁暴的数量随时间的分布为双峰结构，第一个峰值出现在1967年，第二个峰值，也是最大的峰值出现在1971年，两个峰值的时间间隔为四年年，太阳活动的峰年为1968年，由此可以看出第20周中等磁暴数量的最大峰值出现在太阳活动峰年后的第3年；在第21周中等磁暴每年的数量出现3个峰值，第一个峰值出现在1978年；第二个峰值出现在1982年，也是最大的峰值，比太阳活动峰年滞后3年；第三个峰值出现在1985年。中等磁暴每年的数量在第22周出现4个峰值，第一个峰值出现在1987年；第二个峰值，也是最大的峰值，出现在1991年，比太阳活动峰年滞后2年。第三和第四个峰值分别出现在1993年和1995年。中等磁暴每年的数量在23周出现4个峰值，第一个峰值出现在1997年；第二个峰值出现在2000年；第三个峰值，也是最大的峰值出现在2003年，比太阳活动峰值滞后3年；第四个峰值出现在2005年。
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第三章中等磁暴的季节分布........... 24
1每一年中等磁暴的季节分布情况.......... 24
2太阳周尺度中等磁暴的季节分布特征.......... 35
3太阳周尺度的大磁暴和特大磁暴的季节分布特征.......... 38
4第23太阳活动周具有明显季节特征的磁暴..........43
5小结与讨论 ..........74
第四章第23太阳活动周中等磁暴主相期间太阳风参数.......... 76
1数据和方法.......... 76
2计算结果.......... 78
3小结与讨论.......... 80
第五章总结.......... 81
第四章第23太阳活动周中等磁暴主相期间太阳风参数的时间积分与磁暴强度的关系
1数据和方法
在第23太阳活动周周，本文共选取了 30个孤立或近似孤立的中等磁暴，然后分析这30个中等磁暴的强度与太阳风参数的关系。在选取磁暴的过程中，如果一个磁暴未结束，另一个磁暴又幵始了，这个又幵始的磁暴不是一个孤立的磁暴，本文在选取中等磁暴时，只选择孤立的中等磁暴，即中等磁暴发生前，Dst指数是未受到扰动的状态，或者扰动很小，因为很难找到数量很多的绝对标准的孤立磁暴。选取孤立或近似孤立磁暴，目的是为了使磁暴主相期间的太阳风参数与中等磁暴Dst指数的最小值之间的物理联系更清晰和更紧密，不受前面磁暴的影响。图46为所选取的一个中等磁暴的例子。需要指出的是，L1点太阳风并不能直接产生地磁效应，它需要传播到磁层之后才能产生地磁效应。为此，本文在分析磁暴主相对应的太阳风参数时，需要考虑太阳风从L1点传播到地球的时间，即磁暴主相对应的太阳风参数应该是比Dst主相期间稍微更早些时间的太阳风，提前的时间取决于太阳风的速度。在计算磁暴主相期间的值时，如果队为正，则令队=0，即行星际磁场为北向时，我们认为它对磁暴主相无贡献。只有行星际磁场为南向时，才对磁暴主相有贡献。
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结论
(1) 70%以上的中等磁暴均出现在太阳活动周的下降段。出现在太阳活动周下降段中等磁暴的比例与太阳活动周的强度无关。中等磁暴数量的平滑月均值相对太阳黑子数平滑月均值在20~23周分别滞后33个月、34个月、13个月和3个月。
(2)在太阳周的尺度上，中等磁暴20-23周的中等磁暴叠加在一起，体现出春秋季分布特征。20-23周的秋季都是10月份磁暴的数量最多，而春季中等磁暴数量最多的月份并不固定。在太阳周的尺度上，大磁暴具有明显的春秋季分布特征。在20-23周，21和22周春季特征比秋季特征更明显，而在20和23周，秋季特征比春季特征更明显。把20-23周叠加在一起之后，大磁暴的春秋季分布非常明显，其中春季的4月和秋季的11月分别是春季和秋季大磁暴数量最多的月份。在太阳周的尺度上，特大磁暴也有春秋季分布特征，其中春季一个月特大磁暴的总数量最多为3个，秋季一个月特大磁暴的总数量可达5个。
(3)中等磁暴主相期间太阳风参数中行星际磁场南向分量、太阳风电场、能量耦合函数的时间积分与磁暴强度具有较好的相关性。
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参考文献（略）