宗秋刚，任 杰，何建森，王玲华

（1.北京大学 空间科学与应用技术研究所，北京 100871；2.北京大学 行星与空间科学研究中心，北京 100871）

引 言

太阳风是太阳大气层外层不断地向外喷射出的超声速带电粒子流（主要是电子和质子）。太阳风存在低速（250～400 km/s）和高速（400～800 km/s）两种基本状态。太阳风速度大小跟太阳风的源区以及太阳活动周期（约11 a）有着紧密联系[1-2]。低速太阳风起源于盔状冕流，在太阳活动低年主要发生在黄道面附近，在太阳活动高年向极区扩展；高速太阳风则起源于极区的冕洞，随着极区开放磁场的减弱而缩小[3-5]，在向外传播的过程中，会依次经过水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等。其中水星、地球、木星、土星、天王星和海王星具有内在磁场，可以跟太阳风相互作用形成行星磁层。这些磁层的大小各不相同（如图1所示），其大小取决于内在磁场的偶极矩强度和行星轨道上的太阳风参数。

每个行星的磁层又有各自独特的特征。水星离太阳最近跟太阳风发生强耦合，由于没有明显的电离层和大气层，太阳风可以通过极尖区直接到达地面引起离子溅射和逃逸；地球磁层（除了极区）可以很好地屏蔽太阳风，避免臭氧层被破坏，进而避免太阳紫外辐射对人类的伤害；木星和土星磁层中，卫星（如木卫一和土卫二）持续提供等离子体和尘埃，形成行星环系统；不同于其它行星，天王星和海王星的磁极跟地理极点之间相差很大，分别是59°和47°。对于没有内在磁场的行星或卫星，如火星和金星，太阳风可以直接跟行星大气发生相互作用，产生能量中性粒子和软X射线等。……