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实验室人员在午夜后等离子体泡与电离层大尺度行进式扰动相互作用的研究中取得进展

2022年06月13日 星期一 16:56:24

电离层等离子体泡(EPB)是主要发生在日落后磁赤道上空并沿着磁力线向南北半球延伸的密度耗空结构,通过次级不稳定性过程可以进一步演化成不同尺度的电离层不规则体。一般在午夜附近,由于垂直漂移速度的减小,不利于午夜后EPB不规则体的形成,但是磁扰活动可能为午夜后EPB的发展提供有利的激励源。

实验室人员利用子午工程海南富克站甚高频相干散射雷达(HCOPAR)探测数据、GNSS-TEC接收机探测数据和数字测高仪探测数据,对我国中低纬区域上空2015年12月14-15日磁扰期间午夜后EPB不规则体和电离层大尺度行进式扰动(LSTID)的相互作用进行了深入的分析研究。

研究结果表明:在磁扰期间午夜后EPB不规则体最早发生在磁赤道附近然后向北延伸至~28°N,在ROTI图像上EPB不规则体呈现为覆盖100 °E至120°E的条带状结构;同时HCOPAR记录到米级尺度F层场向不规则体,该事件中EPB不规则体一直持续到~05 LT;午夜后EPB不规则体的发生伴随着电离层大尺度行进式扰动(LSTID)的传播,dTEC图像记录到南向和北向传播的两组LSTID(传播速度为~550-570 m/s,周期为~80-100 min),其中北向传播的LSTID从南半球极区产生跨越磁赤道传播至北半球,与北半球极区产生的南向LSTID在~27-28°N附近相遇。结合富克测高仪的观测结果,分析发现该事件中电离层F层高度被过屏蔽穿透电场以及重力波调制而在午夜后呈现出异常的准周期性震荡抬升,为EPB不规则体的发展提供了有利的条件。

该研究呈现了午夜后EPB不规则体和LSTID相互作用以及传播演化的过程,揭示了磁暴激励的重力波为午夜后EPB不规则体发展提供种子源的重要作用。该研究成果发表在国际著名期刊Journal of Geophysical Research-Space Physics上。

文章发表信息:

Jin, H., Yan, C., Yang, G., Huang, F., Xie, H., Zhao, X., et al. (2022). Interaction between Equatorial to Low-latitude Postmidnight F-region Irregularities and LSTIDs in China during Geomagnetic Disturbances based on Ground-based Instruments. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 127, e2022JA030286. https://doi.org/10.1029/2022JA030286



图 1 海南富克站甚高频相干散射雷达观测到的午夜后F层不规则体

图 2 ROTI图像

图 3 南向和北向传播的LSTID与EPB的相互作用

 

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