(updated: 04/15/2014)
磁暴發生時，由於磁層擾動的立即穿透效應（Prompt Penetration of Magnetospheric Disturbance）與電離層擾動的發動機效應（Ionospheric Disturbance Dynamo Effect）的作用下，夜晚區域的低緯度電離層電漿會產生向西與向上的運動。甚至在午夜後，伴隨著向上抬升的電離層，可看到許多赤道地區電離層電漿泡。
早期曾有報告顯示（Greenspan et al., 1991），在1989年3月所發生磁暴的期間內，DMSP 衛星在靠近南美地磁異常區（South Atlantic Anomaly）的附近，發現大規模的電漿密度空乏區，並橫跨±20°地磁緯度。其原因可能是由於在南美地磁異常區的附近，出現大量的高能粒子沉降所產生的東向電場，會強化赤道地區的噴泉效應，進而造成電漿空乏區。有趣的是我們在福衛一號上也看到大規模的電漿密度空乏區的出現。例如在2000年4月6至7日與7月15至16日。特別是在2000年7月15至16日的事件中，也與南美地磁異常區有關（Lin et al., 2001）。
在磁暴期間，可從衛星資料上觀察到磁力線共振（Field-line Resonance）的現象。磁力線共振的產生是太陽風與地球磁層相互作用後一個現象。當太陽風電漿把地球磁力線包圍住形成地球磁層後。磁層頂的磁壓頂住太陽風的電漿壓，而保持平衡。假如太陽風的電漿，或由密度的變化，或由太陽風流速的變化，都可以改變太陽風與磁層頂的平衡。任何一個小擾動的變化，都會由磁層頂傳入磁層，由磁流體的快速磁聲波垂直磁力線傳到靠近地球的高空。假如快速磁聲波的頻率，剛好與磁層內某一根磁力線的振盪頻率一樣，則會使此磁力線產生巨大振幅的振盪，這就是所謂的磁力線共振現象。
自1968年以來，磁力線共振的現象都是在地面以磁力計觀測。然而在地上所觀測的磁力線共振會受到電離層電流流動的影響，無法真正觀測到磁力線共振的真相。雖然在太空中也有很多人造衛星可觀測到磁力線的振動現象，但迄今尚未觀測到磁力線的共振現象。直至福衛一號在2003年10月31日Halloween大磁暴時，才得以觀測。磁力線共振現象具有兩個特徵，第一點是波動振幅在共振點最大，兩邊遞減。第二點是共振兩邊的波動極化是反方向的。也就是說在共振點的一邊，波動是反時鐘極化的話，另一邊的極化則為順時鐘。
Greenspan, M. E., C. E. Rasmussen, W. J. Burke, and M. A. Abdu (1991), Equatorial density depletions observed at 840 km during the great magnetic storm of March 1989, J. Geophys. Res., 96, 13,931–13,942.
Lin, C. S. Lin, H. C. Yeh, and S. -Y. Su (2001), ROCSAT-1 satellite observations of magnetic anomaly density structures during the great magnetic storm of July 15 – 16, 2000, Terr. Atmos. Ocean. Sci., 12(3), 567–582.
Su, S. -Y., K. Y. Chen, J. M. Wu, H. C. Yeh, and C. K. Chao (2005), ROCSAT observation of the field line resonance effect in a plasma pulsation at topside ionosphere, J. Geophys. Res., 110, A01303, doi:10.1029/2004JA010539.
Su, S. -Y., C. K. Chao, H. C. Yeh, and R. A. Heelis (2003), Observations of shock impact, disturbance dynamo effect, and a midlatitude large-density depletion at 600 km altitude on the 17 April 2002 storm day, J. Geophys. Res., 108(A8), 1310, doi:10.1029/2002JA009752.