● 摘要
地球的等离子体层是电离层向磁层方向的延伸，是内磁层的重要组成部分。其中充斥着大量的(104cm-3)冷等离子体(1-2eV),包含着H+、He+、N+、O+等离子和电子。饱和时期的等离子体层粒子密度与L-4成正比，投掷角分布基本各向同性。在非饱和时期，尤其是等离子体再注入过程，等离子体基本是平行和反平行分布。等离子体层顶是等离子体层的外边界，由共转电场和对流电场的共同作用决定。在等离子体层顶附近通常存在着一个或者几个较大的密度梯度，尤其是在赤道面，等离子体密度梯度最大，而随着纬度的增加，等离子体层顶的密度梯度逐渐减小。等离子体层顶的等离子体密度梯度对电磁波的激发有重要作用。本文利用THEMIS卫星系列的D(ThD)卫星2010和2011年的数据建立了一个等离子体层顶数据库。利用该数据库，我们建立了一个新的等离子体层顶磁地方时模型，并且将其与现有的经验模型进行了对比。我们发现，新建立的THEMIS磁地方时模型和观测结果符合最好并反映了太阳活动上升期的信息, 尤其是THEMIS模型中基于Dst指数和Kp指数模型和我们的观测结果符合得最好, 说明环电流与磁层的大尺度对流强度是控制等离子体层顶位置的主要因素。而其他模型只包含了太阳活动峰年的信息。本文进一步利用THEMIS卫星系列的A(ThA)、D和E(ThE)卫星2009至2013的数据计算了磁暴时期的等离子体层顶径向速度和位置。我们发现夜侧、晨侧和昏侧等离子体层顶在磁暴主相期间向内压缩约1个地球半径(Re)左右，压缩速度大约在-0.02Re/h至-0.32Re/h。最大的压缩速度出现在晨侧，为-1.25Re/h。在主相期间日侧的等离子体层顶会向外扩张并形成羽状结构。恢复相期间等离子体层顶在经历过几个小时至十几个小时的延时之后向外慢慢恢复(0.01Re/h至0.1Re/h)，经过三天的时间大概可以恢复到暴前水平，其中最大恢速度出现在日侧，为0.71Re/h。中等磁暴(Dst<-60nT)期间,等离子体层顶运动速度有更好的规律性，而弱磁暴(Dst>-60nT)期间，等离子体层顶的运动不规律。