磁層頂

磁顶，又称磁层顶。主要指地球磁场与太阳风作用形成的磁层的边界层。当然也可指一切磁化行星与恒星风作用形成磁层的边界。磁层顶外侧一直到弓形震波处被称磁层鞘。磁层顶内侧是磁层的边界层。

 學術研究歷史及未來研究方向 

Chapman和Ferraro（1931，1932）首先提出地球磁场边界层的存在。1960年代，探索者10号和12号首先探测了这一区域。

 形成 

磁层顶的形成地点大约在太阳风动压与地球磁压强相同处。(壓力=動壓+磁壓+熱壓)距离地球大约8－11个地球半径。

地球磁場向外延伸，太陽風（帶電粒子流）攜帶行星際磁場（IMF）向外傳播。當兩者壓力平衡時，形成磁層頂：

其中太陽風動壓與地球磁場磁壓相抗衡。

 空間位置與形狀 

 向陽側（日側）：距地心約8～12個地球半徑（），隨太陽風強弱變化
 夜側：受太陽風吹拂，磁層被拉伸成磁尾（magnetotail），延伸數百
 整體形狀：類似被風吹扁的淚滴形

 相關結構 

 弓形激波（Bow Shock）： 
位於磁層頂上游約2～3處，是太陽風超音速減流的激波面，太陽風再次減速、加熱、壓縮。

 磁鞘（Magnetosheath）： 
弓形激波與磁層頂之間的區域，充滿被激波加肉、擾動的太陽風電漿。

 邊界層（Boundary Layer）： 
磁層頂內側薄層，太陽風粒子可藉由重聯等過程滲入。

 關鍵物理過程

 磁重聯（Magnetic Reconnection）： 
當行星際磁場（IMF）朝南向時，IMF與地球磁場方向相反，在磁層頂發生磁場重聯：
 磁力線斷裂並重新連接
 太陽風能量、動量、粒子大量注入磁層
 驅動磁層對流、極光、地磁暴等現象

 開爾文-亥姆霍茲不穩定性（KHI）： 
當IMF向北時，磁層側翼因太陽風與磁層電漿的速度剪切，產生KHI渦旋，也可以將太陽風物質傳輸進磁層。

 擴散傳輸： 
粒子藉由波粒交互作用或碰撞擴散穿越磁層頂，但效率低。

 重要性 

磁層頂是太陽風-磁層耦合的關鍵介面，直接影響：

 地磁暴與亞暴的觸發
 極光的形成
 輻射帶粒子的加速與損失
 太空天氣預報的核心參數
 其他行星（火星、木星）磁層比較研究

 外部連結 
磁層頂（英文）

Category:等离子体物理学