磁暴時電離層不規則結構特徵研究

2020-11-21 科學網

2004年11月7-11日電離層不規則結構發生率分布圖

(左列子圖4黑線顯示125E東、西側不規則結構分布特徵差異)

 

長期以來，磁暴期間電離層不規則結構的產生與發展特徵研究一直是電離層閃爍研究的重要課題。以往研究表明暴時低緯電離層不規則結構的出現通常歸因於：1）暴時磁層、高緯電場穿透進入低緯和赤道地區。增強的東向電場通過E×B垂直漂移等影響底部F層密度梯度，從而增加瑞利-泰勒不穩定性；2）暴時赤道地區產生的不規則結構沿著磁力線向南北延伸到達低緯甚至中緯度地區。

 

中國科學院地質與地球物理研究所地磁與空間物理研究室的博士後李國主與合作導師寧百齊研究員等人對2004年11月7-11日磁暴期間東南亞－澳大利亞地區電離層不規則結構的分析發現，其分布特徵在相鄰的經度區表現出明顯的差異（Li et al. Characterizing the 10 November 2004 storm-time middle-latitude plasma bubble event in Southeast Asia using multi-instrument observations. 《地球物理學研究雜誌》

Journal of Geophysical Research

, 2009, Vol.114, A07304, doi:10.1029/2009JA014057）。在125ºE的東側，不規則結構在赤道、低緯和中緯度地區均觀測到。而在125ºE的西側，不規則結構僅發生在緯度範圍20-50ºN。同時在耦合半球的對應緯度區，不規則結構呈現出類似的分布特徵。利用多種觀測數據的綜合分析表明，雖然125ºE東側的赤道、低緯甚至中緯地區不規則結構的產生和暴時穿透電場密切相關，但125ºE西側中緯地區不規則結構的產生並不是穿透電場影響的結果，其可能的機制是重力波擾動觸發的等離子體不穩定性。該研究結果表明暴時低緯電離層不規則結構的產生不能簡單歸結為穿透電場的觸發或者赤道等離子體泡沿磁力線的延伸；此外在相隔幾百公裡的經度區，暴時穿透電場對不規則結構的產生也可能有不同影響。（來源：中國科學院地質與地球物理研究所）

 

 

 

 

特別聲明：本文轉載僅僅是出於傳播信息的需要，並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性；如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用，須保留本網站註明的「來源」，並自負版權等法律責任；作者如果不希望被轉載或者聯繫轉載稿費等事宜，請與我們接洽。

相關焦點

  • 科學網—我國電離層研究取得系列成果
  • 中科院南美實驗室研究揭示南大西洋異常區電離層特性
    ，研究揭示出南大西洋異常區電離層特性。電離層是地球大氣層被太陽電離的部分，其對人類無線電波通信、導航等高科技領域都會產生很大影響，因此，探究南大西洋異常區的電離層特性對於空間天氣研究具有非常重要的意義。
  • 中科院南美實驗室研究揭示南大西洋異常區電離層特性
    電離層是地球大氣層被太陽電離的部分，其對人類無線電波通信、導航等高科技領域都會產生很大影響，因此，探究南大西洋異常區的電離層特性對於空間天氣研究具有非常重要的意義。中科院南美實驗室介紹說，巴西聖瑪利亞正好位於南大西洋異常區中心區域附近，該地區電離層擾動變化能很好反應南大西洋異常區的變化特徵，巴西地區的地磁偏角很大，導致其所處的電離層「駝峰區」異常，而與聖瑪利亞東西、南北共軛對稱的武漢地區電離層不受南大西洋異常區的影響，可針對異常區導致的電離層特性異同進行交叉對比研究。
  • GRL：白天低緯電離層等離子體羽狀結構特徵與起源
    它能夠對穿越電離層的無線電信號造成閃爍現象，嚴重影響衛星通訊質量和導航定位精度。電離層等離子體羽狀結構自1976年首次被位於秘魯Jicamarca的雷達探測到以來，其特徵和機理已被廣泛研究，如羽狀結構內富含各種尺度的等離子體密度不均勻體（釐米到上百公裡尺度），其通常在日落後產生，日出前消失。近年來，基於衛星原位觀測發現在白天，電離層F區頂部等離子體密度不均勻體發生較為頻繁。
  • GRL:白天低緯電離層等離子體羽狀結構特徵與起源
    解海永等-GRL：白天低緯電離層等離子體羽狀結構特徵與起源電離層等離子體羽狀結構是指赤道電離層F區底部低密度等離子體在瑞利-泰勒不穩定性作用下，快速上升到F區頂部，並擴展到低緯甚至中緯度地區而形成的大尺度等離子體密度耗空
  • 地質地球所揭示白天低緯電離層等離子體羽狀結構特徵與起源
    它能夠對穿越電離層的無線電信號造成閃爍現象，影響衛星通訊質量和導航定位精度。電離層等離子體羽狀結構自1976年首次被位於秘魯Jicamarca的雷達探測到以來，其特徵和機理已被廣泛研究，如羽狀結構內富含各種尺度的等離子體密度不均勻體（釐米到上百公裡尺度），其通常在日落後產生，日出前消失。
  • 電離層:地球大氣的高空魔鏡
    已進入預定軌道的美國「GOLD」太空飛行器，將全景式觀測電離層和高層大氣，研究颶風及地磁暴等對它們的影響。美國航天局近期公布了兩項探索電離層的新計劃，目的就在於了解空間天氣、地磁暴等現象如何影響大氣層上部的電離層。 天生不安分 存在著大量自由帶電粒子 在地球引力的作用下，地球大氣聚集在地球周圍而形成了大氣層，大氣層受到太陽輻射、日月引力等作用，處於不停的運動之中。
  • 岢嵐地區熱層中性風場統計特徵和建模研究獲進展
    熱層是從地面85 km以上到約1000 km高度的大氣層，其結構主要受太陽輻射和地磁活動的影響，與電離層通過中性成分和電離成分的碰撞相互耦合。熱層中性風場在電離層-熱層耦合系統中的動力過程和沿磁力線的傳輸過程中起到重要作用。以往對於熱層中性風的觀測主要來源於衛星搭載加速度儀、非相干散射雷達探測和FPI光學幹涉儀。
  • 美國公布兩項探索電離層的新計劃
    新華社華盛頓１月４日電（記者周舟　林小春）美國航天局４日公布兩項探索電離層的新計劃，旨在了解空間天氣、地磁暴等現象如何影響大氣層上部的電離層。這一區域與現代人類生活密切相關，但人們對它卻所知不多。今年晚些時候，美國航天局還將發射「電離層連接探索」（簡稱ＩＣＯＮ）太空飛行器進入電離層。　　電離層是受太陽高能輻射激發等原因而電離的大氣層，從距地表約５０千米延伸到約１０００千米高度，飛機、船隻導航和手機通信使用的無線電波就在電離層中傳播。
  • 電離層擾動對太陽能動態光譜有何效應?
    (TIDs)是地球電離層不規則現象之一。博科園-科學科普：在研究中研究人員首次將射線追蹤方法應用於攜帶MSTIDs的地球電離層，給出了中尺度流動電離層擾動(MSTIDs)對太陽輻射聚焦效應的模擬結果。模擬白天MSTIDs，典型參數橫向波長λ的TID 300公裡和一段時間T的40分鐘(見圖1)。
  • Journal of Geophysical Research：岢嵐地區熱層中性風場統計特徵和建模研究
    熱層是從地面85km以上到大約1000km高度的大氣層，其結構主要受太陽輻射和地磁活動的影響，和電離層通過中性成分和電離成分的碰撞而相互緊密耦合。熱層中性風場在電離層-熱層耦合系統中的動力過程和沿磁力線的傳輸過程中起到了關鍵作用。在以往對於熱層中性風的觀測主要來源於衛星搭載加速度儀，非相干散射雷達探測和FPI光學幹涉儀。但是大部分地基觀測主要集中在北美和歐洲地區，基於這些觀測，關於中緯地區熱層風場特徵被大量報告，並且推出了一系列理論和經驗風場模型。美國大氣物理中心研發的HWM系列全球中低高度大氣層和熱層水平風場模型是目前使用最為廣泛的版本。
  • (科技)美國公布兩項探索電離層的新計劃
    新華社華盛頓１月４日電（記者周舟　林小春）美國航天局４日公布兩項探索電離層的新計劃，旨在了解空間天氣、地磁暴等現象如何影響大氣層上部的電離層。這一區域與現代人類生活密切相關，但人們對它卻所知不多。
  • 通訊、廣播、導航都離不開它 電離層:地球大氣的高空魔鏡
    已進入預定軌道的美國「GOLD」太空飛行器，將全景式觀測電離層和高層大氣，研究颶風及地磁暴等對它們的影響。在距離地面約60到1000千米範圍內，存在著一個特殊區域，儘管很多人不熟悉它，但日常的通訊、廣播、導航、定位都離不開這個區域，它就是電離層。
  • NASA電離層研究衛星ICON終於成功發射升空
    NASA電離層研究衛星ICON終於成功發射升空  Connor Feng • 2019-10-12 17:19:24　來源：前瞻網
  • 上海天文臺在電離層地震學研究中取得進展
    TEC），可以用來監測和研究地震大氣擾動特徵。」「我們利用GNSS觀測資料獲得了全球大地震的電離層擾動及其傳播特徵，發現了電離層擾動主要是由地震破裂後引發大氣聲波和重力波向上傳播引起的。」金雙根解釋道。
  • 研究發現極光邊界波動是等離子體層頂表面波的光學表象
    當行星際磁場具有南向分量時，太陽風物質和能量就會進入地球磁層，在其中對流，並最終釋放到電離層和高層大氣中，產生絢麗多彩的極光現象。在磁層中傳播的大部分電磁能量由超低頻波（Ultra-low Frequency,ULF,0.1 mHz～10 Hz）攜帶，並能耦合不同的等離子體區域。ULF波在產生準周期性地磁脈動和加速輻射帶高能離子方面具有重要作用。
  • 太陽帶電粒子轟擊,北極光「社交網絡」揭示:真實的磁暴規模!
    北極光「社交網絡」揭示：真實的磁暴規模！華威大學一項新研究顯示，由北極光等現象引起的磁場幹擾可以通過地面儀器組成的「社交網絡」來追蹤。由哥倫比亞大學物理系桑德拉查普曼教授領導的研究人員，首次將來自100多個地面磁力儀觀測結果定性為一個時變定向連接網絡。
  • 研究揭示日食期間共軛半球電離層響應機制
    由於月球的遮擋，日食期間地球上部分區域高層大氣接收到的太陽極紫外和X射線輻射大幅下降，電離層的離子產生率和加熱率均顯著下降，引起電離層光化學、動力學過程等一系列變化，導致電離層熱層的密度、溫度、風場等出現擾動。但已有研究認為日食是一個局部現象，對地球大氣層和電離層的影響主要集中在日食陰影區（特別是全食區）附近。
  • SpaceX火箭在電離層上蝕刻出巨大的孔洞
    研究人員已確定，2017年8月發射的Falcon 9（發射臺灣的福爾摩薩五號衛星，Formosat-5任務）不僅形成了環形衝擊波，而且還在電離層的等離子體中切割出了一個長達559英裡的洞，持續時間長達3個小時 - 這不啻類似一次本地磁暴。這種現象是由火箭發射較輕任務載荷產生的。大多數火箭發射都選擇彎曲的軌跡以減輕重力的影響並緩解帶給大氣層的壓力。
  • PetitSat:追尋電離層中的斑塊和氣泡
    在約80公裡以上的熱層大氣已經非常稀薄，在這裡陽光中的紫外線和X射線可以使得空氣分子電離，自由的電子在與正電荷的離子合併前可以短暫地自由活動，這樣在這個高度造成一個等離子體。在這裡自由電子的數量足以影響電波的傳播。 電離層不是由規則的、平滑的層組成的，而是由塊狀的、雲一般的、不規則的電離的團或者層組成。