磁层对流是太阳风能量向地球磁层输入的关键路径，由日侧磁重联和夜侧重联共同驱动，并直接控制电流体系、极光活动和地磁扰动的演化。尽管南向 IMF 是触发磁层对流的必要条件，但太阳风速度如何系统性调控对流重建的时间尺度、空间结构以及穿透深度，一直缺乏完整的量化研究。
近日，太阳活动和空间天气全国重点实验室的研究人员朱明慧、戴磊等人，基于全球磁流体（MHD）模拟，系统对比了高速（约 800 km/s）和低速（约 400 km/s）太阳风背景下磁层在南向 IMF 转向后的响应过程。研究首次明确揭示：太阳风速度是控制磁层对流建立速度、强度以及内磁层穿透能力的关键参数。相关成果已发表在《Journal of Geophysical Research: Space Physics》。
研究结果显示，太阳风速度不仅影响对流的出现时间，也决定其空间推进速度与结构特征。在南向 IMF 转向后，高速与低速太阳风条件下闭合磁力线上的增强对流均在 10–20 分钟内建立，但两者的传播尺度存在显著差异：在高速太阳风背景下，磁层对流的增强能够在约 15 分钟内从日侧磁层顶迅速推进至磁尾 20 RE，而低速太阳风需约 20 分钟才能达到同等距离。这一差异直接表明，太阳风速度是调控磁层对流重建时间尺度的重要因素。
在对流强度与穿透深度方面，高速太阳风驱动的能量输入更为显著。模拟显示，高速风条件下会显著增强低纬边界层的流速剪切，1区 电流向更低磁纬快速迁移，内磁层中的对流速度显著增强，对流电场的穿透深度也更大。这一特征与最近来对高速风事件期间内磁层电场增强的卫星统计观测一致（Wang et al.2025.Space Weather），进一步验证了太阳风速度对磁力线闭合区的控制能力。
值得关注的是，即便上游条件保持稳定，对流仍呈现出明显的离散通道化结构。增强对流以脉冲形式沿磁层呈现准周期性推进，其时间尺度在不同太阳风速度下存在显著差异：低速风条件下周期约为 9 分钟，而高速风会将这一周期压缩至 2–4 分钟。这种差异性表明日侧磁重联可能以间歇性方式释放能量，且低纬边界层的 KH 涡旋结构可能在其中发挥调制作用。
本研究表明，在南向 IMF 条件下，虽然重联本身由 IMF Bz决定，但太阳风速度决定磁层和电离层系统能以多快、以多强的方式响应。高速太阳风能够更快速、更深度地重塑全球磁层对流结构，从而影响亚暴触发、环电流增强以及辐射带电子加速等空间天气关键过程。
这些结果为理论模型和空间天气预报系统中引入“太阳风速度”作为核心控制量提供了直接物理依据。
论文链接：Zhu, M., Dai, L., Ren, Y., Wang, X.,Wang, T., Wang, K., & Wang, C. (2025).Response of magnetospheric convection to the southward turning of the IMF in fast and slow solar wind streams. Journal of Geophysical Research: Space Physics,130, e2025JA034529. https://doi.org/10.1029/2025JA034529