最近，Cluster卫星观测表明，在行星际磁场北向的情况下，太阳风可以通过高纬重联进入位于极尖区尾向的高纬度尾瓣区域（参见http://space.wh.sdu.edu.cn/bencandy.php?fid=13&id=531）。但是人们对于入侵等离子体的捕获、传输和加速等问题还不是很了解。其中，研究入侵等离子体在跨极区极光弧的形成和演化中是否以及如何起到作用尤为重要。

在我们之前对太阳风入侵窗口的事件研究基础上，利用TIMED卫星搭载的GUVI成像仪和IMAGE卫星搭载的WIC成像仪，我们探索了太阳风进入与极盖区跨极区极光弧形成的相关关系。结合Cluster卫星观测数据，在两次太阳风进入事件之后，我们都观测到了跨极区极光弧增亮现象（如图1所示）。并且通过GUVI成像仪和IMAGE卫星联合观测我们发现，在第二个进入事件发生后，低纬和高纬区域同时观测到了极光增量现象。以前关于跨极区极光的模型有十多个，但是这些模型基本分两类：一类认为Theta极光由日侧的过程如高纬重联产生，另一类认为其由背阳面的重联或者电离层对流产生。Eriksson等人在2005年曾经提出背阳面和向阳面两个过程可能同时存在，两者连接起来形成了一条跨极区极光，但他们没有给出观测证据。我们第一次通过多卫星联合观测，发现跨极区极光可能存在向阳面和背阳面两个来源，其中日侧的部分是由TIMED卫星的GUVI仪器观测到的（如图2所示），而夜侧的部分则被IMAGE卫星看到了（如图3所示。此外，我们从图3还可以看到夜侧极光的时间演化过程），因为IMAGE在日侧受到了dayglow的影响，所以看不到极光，而恰好GUVI仪器的观测弥补了这一不足。

太阳风进入和极光观测的动画

（动画下载地址：http://space.wh.sdu.edu.cn/upload_files/article/25/1_20150609160631_MjAwNDA5Mjdtb3ZpZQ==.wmv）。

本研究工作（Transpolar

arc observation after solar wind entry into the high latitude magnetosphere）由我中心磁层物理研究组成员联合来自北京大学、瑞典皇家理工学院、比利时空间研究院以及美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究人员共同完成，受到国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、中国博士后科学研究基金等项目的支持。目前已发表于JGR-space physics（作者：B. Mailyan, Q. Q. Shi, A. Kullen, R. Maggiolo, Y. Zhang, R. C. Fear,

Q. G. Zong, S. Y. Fu, X. C. Gou, X. Cao, Z.H. Yao, W.J. Sun, Y. Wei, and Z. Y.

Pu），全文链接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014JA020912/full，并且，文章在线发表后，在JGR-space

physics杂志网站近期发表文章中被作为特色成果介绍（featured in JGR-space physics，见图4）。

图1：Cluster观测到的进入等离子体与IMAGE/WIC和TIMED/GUVI的观测对比图。图中从上到下依次为: a)离子能谱图; b)离子密度; c)电子能谱图; d)行星际磁场; e)WIC仪器极光活动成像keogram;

f) GUVI仪器极光活动成像keogram。紫色框区域代表两次进入事件，橙色垂直实线表示极光弧扩展和增亮的开始时刻。两个红色圈表示，在IMAGE/WIC虽然受到了dayglow的影响看不到极光的情况下，TIMED/GUVI仍然观测到了同一时刻同一位置上的日侧部分极光。

图2：TIMED/GUVI观测到的跨极区极光图。十字号对应Cluster卫星的足点位置，三角号对应DMSP卫星的足点位置。图像左边红色区域代表时间段21:41-21:44，当IMAGE/WIC在夜侧78°到84°之间看到跨极区极光变弱、并且在日侧高于84°的区域被dayglow干扰时，TIMED/GUVI在高纬观测到了跨极区极光弧。

图3：IMAGE WIC观测到的Theta极光图，从这里我们可以看到夜侧部分极光的时间演化过程。十字号对应于Cluster卫星21:00到22:00的足点。磁地方时6:00到18:00连线上方主要是dayglow的影响。

图4：文章在线发表后，在JGR-space physics杂志网站近期发表文章中被作为特色成果介绍（featured in JGR-space physics）的截图。