来自重联霍尔区的向下极向电流

我们提出了一种简单的（稳态）机制，能够产生极向向下场向电场，该电场对于将电离层电子分量加速向上进入磁层以及将电离层离子限制在低纬度是必需的（正如在向下极向电流区域观测到的电离层空腔所要求的那样）。被抬升的电离层电子携带向下极向电流。我们的模型基于尾电流片中的无碰撞重联假设。它利用了围绕重联X线的离子惯性区中电子和离子之间的动力学差异，该差异导致霍尔电流的流动。我们表明，以X点为中心的离子惯性区内霍尔磁场和磁通的空间约束产生了一个空间变化的电动势，该电动势在离子惯性区的外部流入边界附近为正，在中心流入区域为负。从电离层来看，它像一个局域的介观尺度的电势。正电动势在亚暴期间导致电离层向上的电子流（引起“黑色极光”）。在快速重联出流区的地球一侧也识别出了类似的正电势，具有相同的效应，这解释了极向向上电流两侧被狭窄的向下电流所包围的观测现象。