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实验室人员在电离层等离子体垂直漂移和中性风对等离子体泡演化影响的研究取得进展

2021年12月02日 星期四 16:17:22

电离层等离子体泡(EPB)主要于日落后产生于磁赤道上空,是沿磁力线向极向延伸的等离子体耗散结构,通常呈现出自西向东的漂移特征。

实验室中高层大气组徐寄遥研究员团队吴坤博士利用子午工程和全天空气辉观测网富克及崇左台站的气辉观测数据、数字测高仪探测数据、Swarm卫星探测数据、以及国家地球系统科学数据中心-地球物理分中心提供的GPS-TEC探测数据,结合TIE-GCM物理模式模拟结果,对出现在我国低纬区域上空2018年12月18-19日夜间的EPB事件进行了深入分析研究。

研究发现:当晚的EPB处于一个电离层等离子体消耗区域,该等离子体消耗区随时间逐渐减小,之后留下两个条状EPB。接近日出,等离子体消耗区再次出现并融合EPB形成更大的消耗区。同时,观测表明两个EPB出现在一个非常狭窄的经度区域(~2°)。在它们的演化过程中一个EPB几乎保持不动,另一个呈现出微小的东向漂移。结合数字测高仪探测结果及TIE-GCM的中性风模拟结果发现该事件中EPB与等离子体消耗区域的演化过程主要受到电离层等离子体的垂直漂移变化影响,而EPB狭窄经度不同的纬向漂移主要是由电离层背景纬向风的变化引起。

该研究呈现了电离层等离子体垂直漂移及背景中性风变化对EPB演化所产生的重要影响,为我们深入理解电离层背景变化对电离层不规则体演化特征的影响提供了重要依据。

该研究成果于近期发表在国际著名期刊Journal of Geophyscial Research – Space Physics 上。

文章发表信息:

Wu, K., Xu, J., Zhu, Y., & Yuan, W. (2021). Ionospheric plasma vertical drift and zonal wind variations cause unusual evolution of EPBs during a geomagnetically quiet night. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126, e2021JA029893. https://doi.org/10.1029/2021JA029893



图1. 富克台站2018年12月18-19日0250至0614LT全天空气辉成像仪观测图。所有图片均被投影到250km高度的地理坐标中,每张小图中红色星点表示气辉成像仪地理位置。

 

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