低纬度地区电网GIC预测建模

imagen1行星际激波被认为是除了地磁暴环电流之外,引起中低纬度地区电网中度和较强GIC的主要因素,但极端的行星际激波究竟会导致中低纬度地区电网的GIC风险达到何等水平,迄今为止尚未见研究。

中国科学院空间天气学国家重点实验室科研人员张佼佼等人基于自主研发的PPMLR-MHD三维磁层模型,开发建立了GIC预测模式。利用该模式,得出了2012年7月23日超强行星际激波一旦攻击地球,可能引发的低纬度地区电网中的GIC,并对GIC风险水平进行了综合评估。

计算结果表明,该行星际激波引起的地磁突然增强(sudden commencement,SC)幅度将达到123 nT。据统计分析,如此强大的SC,在过去147年有数据记载的SC事件中发生概率为仅0.2%。根据Marshall et al 提出的GIC风险等级划分,研究组预测在此次激波作用下,低纬度地区电网仍处于“低”风险水平,但是,某些赤道地区电网的风险级别将会达到“高”级水平。该项研究结果对于低纬度地区电网的风险管理、规划和设计具有重要的参考意义。

该研究工作发表在美国地球物理学会(American Geophysical Union, AGU)的学术期刊《Space Weather》上,并被选为特色文章(Featured in Space Weather)。这是该课题组主要研究方向——“GIC建模与风险评估系列工作”第二次被该期刊选为特色文章。此前,他们对低纬度地区电网GIC进行数值建模的论文也被该期刊选为的Featured Article。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015SW001263/full

(据中国科学院国家空间科学中心)

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