刘子谦，李 晖,2*，王 赤,2，韩金鹏，王江燕

1 中国科学院国家空间科学中心 空间天气学国家重点实验室，北京 100190

2 中国科学院大学，北京 100049

3 中国运载火箭技术研究院，北京 100076

0 引 言

极尖区位于高纬度日侧磁层中，是一个充满了太阳风等离子体的狭窄“漏斗”形区域，从磁层顶上的一个“凹陷”一直延伸到地球磁极附近的电离层足点.由于南向行星际磁场（interplanetary magnetic field, IMF）BZ造成的日侧磁层顶重联（Reiff et al., 1977）和北向IMFBZ造成的高纬重联（Luhmann et al., 1984），太阳风等离子体可以通过极尖区直接进入内磁层和电离层.极尖区是太阳风进入磁层、电离层系统的通道，准确刻画其位形特征对于空间天气预报和科学研究都很重要.

自1970年代以来，基于不同的卫星观测数据和极尖区判断方法，学者们研究了上游太阳风条件和地磁倾角对极尖区位置和宽度的影响.从卫星观测来确定极尖区位形并不是一件容易的工作，常见的判断特征包括离子色散特征（Reiff et al., 1977;Rosenbauer et al., 1975; Trattner et al., 2005）、地磁场总磁场减小（Palmroth et al., 2001a; Zhou and Russell, 1997; Zhou et al., 1999, 2000）、离子相对密度增强（Newell and Meng, 1988; Palmroth et al.,2001a; Peterson and Trattner, 2012）以及强烈的静电波和电磁波等，而且这些特征通常不会同时满足.

研究发现，极尖区位形主要受IMFBZ的影响.极尖区的磁场线平均曲率半径在北向IMFBZ时为19.75RE，而在南向IMFBZ时为5.13RE（Xiao et al., 2018），极尖区极光强度也小于北向IMFBZ时（Qiu et al., 2022）.南向IMFBZ增大，极尖区以0.7o～1o/nT 的速率向赤道移动，两者存在明显的线性关系（Burch, 1972, 1973; Carbary and Meng,1986; Li et al., 2012; Newell et al., 1989）.由于IMFBZ的不同，极尖区地磁纬度（geomagnetic latitude,MLAT）在70o～86o之间变化（Zhou and Russell,1997; Zhou et al., 2000）.极尖区向赤道移动时，极尖区低纬边界的移动速率小于高纬边界，造成极尖区在MLAT 方向上的宽度减小，变化率为……