每年的三月与九月都是强磁暴的高发期，磁暴、亚暴等行星际磁场南向期间的地磁活动也均存在半年的周期。Russell-McPherron模型和二分点模型是目前解释地磁活动半年周期的主流假说，而之前并没有关于行星际磁场北向时的太阳风进入长时间变化的统计工作。

由于行星际磁场北向时的太阳风进入近地磁尾并未经过显著的加热加速过程，所以行星际磁场南向时相比，在磁层中的等离子体片温度偏低，密度偏高，人们称之为冷而密等离子体片（cold dense plasma sheet, CDPS）。我们利用Geotail卫星发现冷而密等离子体片发生率也存在半年周期，如图一所示。我们使用相同时间段内OMNI数据库的行星际磁场数据，发现行星际磁场+z分量（Bz > 0 nT）也存在半年周期，且与Russell-McPherron模型符合较好，与二分点模型符合较差，如图二所示。我们统计结果表明行星际磁场北向时的太阳风进入也存在半年周期，并可用Russell-McPherron模型较好的解释。

图一： （a）冷而密等离子体片事件发生率随月份的分布情况； （b）冷而密等离子体片事件对应的行星际磁场+z分量的分布情况；（c）具有长时间的北向行星际磁场的冷而密等离子体片事件的发生率随月份的分布情况

图二：（a）行星际磁场Z分量大于2nT概率的日变化与年变化;（b）行星际磁场Z分量平均值的日变化与年变化；（c）；θ角的日变化与年变化（θ角为日地连线与地心太阳磁层坐标系（GSM）z轴的夹角，是R-M效应的主要变量，在每年的春秋分达到最小，夏冬至达到最大,对应的行星际磁场的地心太阳赤道坐标系（GSEq） y分量在GSM z轴方向投影效应在春秋分时最为明显，R-M效应最强）； （d）φ角的日变化与年变化（φ角为日地连线与磁层偶极轴的夹角，在每年的春秋分达到最大，使磁层顶完全正对太阳风，有利于太阳风能量向磁层内传输，二分点效应最强）（解释一下这个角度，谁和谁的夹角）； (e) θ与φ的示意图 。

本项研究由山东大学、北京大学、伦敦大学学院等研究人员合作完成。该项研究工作得到国家自然科学基金的资助。研究结果将于近期发表于J. Geophys. Res.-Space Physics。

Bai, S., Q. Shi, A.Tian, M. Nowada, A.W. Degeling, X. -Z. Zhou, Q. -G. Zong, I. J. Rae, S. Fu, H. Zhang, Z. Pu and A. N. Fazakerly, (2018). Spatial distribution and semiannual variation of cold-dense plasma sheet. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 123. doi:10.1002/2017JA024565