极区电离层不均匀体及闪烁研究

发布时间：2024-04-20 12:09

　　极区电离层是日地能量耦合系统中承上启下的重要一环,地球磁力线在极区几近垂直进出并向太空开放。因而,各类太阳风-磁层-电离层耦合动力学过程能沿着磁力线映射到极区电离层,使得极区电离层伴随有大尺度对流、粒子沉降等复杂的动力学过程,并出现各种不同尺度的不均匀体,例如:暴时密度增强(Storm Enhanced Density,简称:SED),舌状电离区(Tongue of Ionization,简称:TOI),极盖区等离子体云块(polar cap patch),极光椭圆(auroral oval),中纬等离子体槽区(middle-latitude trough)等等。这些不均匀体边缘常常在各类不稳定过程的作用下形成众多微小尺度的不均匀体,进而引起电离层闪烁,使得极区电离层成为地球上两大闪烁高发区之一。近年来,随着人类航空航天活动的日益频繁和因全球变暖而对北极航道等的迫切需求,人类对极地通讯、导航、定位等的要求越来越急切,因而,对极区电离层扰动和闪烁的监测需求也越来越强烈。在此背景下,极区电离层中不同尺度不均匀体研究及其引起的电离层闪烁监测、建模等工作,日益成为国际热点课题。本文围绕极区电离...

【文章页数】：186 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３：?ＤＥ－１提供的极光椭圆观测图及同时段地面观测的电子密度对照图

样能够辐射可见光。这些辐射的可见光可以形成肉眼可见的极光。Ｄｙｎａｍｉｃｓ??Ｅｘｐｌ〇ｒｅｒ－ｌ（ＤＥ－ｌ）卫星成像仪从数千公里高度看向地球，提供全球视野的极光??图像，如图１．３所示，覆盖整个极区。极光的增强、衰落等复杂变化与来自于太??阳风的能量输入、地球磁层内的能量储存及....

图１．６：极区电离层等离子体漂移速度ＤＭＳＰ卫星观测值

?、６０〇??｛＾）??２４??图１．５：南向／ＭＦ条件下，北半球极盖区及极光椭圆电离层电场及其引起的双涡??对流结构示意图。引自Ｍ／ｃ／ｍｄ?Ｃ．?Ａ＞／／ｙ?（１９８９）。??Ｎｏｒｔｈｅｒｎ?Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ?Ｓｏｕｔｈｅｒｎ?Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ??１２?Ｊａｎｕａｒ....

图１．７：太阳风和地球磁场相互作用形成的电流和电场分布结构图

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图１．９：极区电离层双涡对流结构及不均匀体概要图

当南向／Ａ／ＦＢＺ突然跳变为弱北向时，极盖区等离子体云块离开原来的运动??方向，沿着在昏侧新形成的反向尾瓣对流结构运动，直至快速消失（图丨??ｅ：））。这一新对流结构的形成与尾瓣重联相关（图１．１％））。这一过程与经典的极??盖区等离子体云块在双涡对流结构屮逆阳运动完全不同。这些....

本文编号：3959388