对流输运在TOI断裂形成等离子体云块中的作用研究

发布时间：2024-04-20 23:12

　　极盖等离子体云块是极区电离层常见特征之一,其形成演化过程是当前重要研究课题.光电离高密度等离子体在对流输送作用下从日侧穿过极隙,通过极盖到达夜侧,已成为共识.日侧磁场重联作用下的极区对流输运过程,在舌状等离子体结构(TOI)"断裂"形成极盖等离子体云块中发挥重要作用.利用极区全域GPS/TEC观测数据,结合SuperDARN雷达实测的对流速度,对等离子体云块形成过程进行案例研究,重点分析两种TOI断裂形成等离子体云块的发生机制.研究结果显示,等离子体对流输运过程在TOI断裂形成等离子体云块过程中发挥关键性作用,对流形态或局部对流速度矢量急剧变化都可能导致TOI结构不稳定,使TOI结构断裂形成等离子体云块.

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【部分图文】：

图1Madrigal数据库提供的北半球2012年1月1日00∶02—00∶07UTGPS/TEC观测在MLT/MLAT

本文使用的GPS/TEC数据来自Madrigal数据库(http://www.eiscat.se/madrigal/).Madrigal是一个管理历史及实时高层大气科学数据的数据库,可提供多手段、多格式数据.数据库提供的GPS/TEC是全球观测的5min分辨率随经纬度变化的TE....

图2对图1经中值滤波处理的空间平滑TEC分布

SuperDARN(SuperDualAuroralRadarNetwork)是超级双子极光雷达观测网的简称,发展于20世纪80年代中期,观测视场(FieldofView,FOV)覆盖了南北半球大部分极区和中纬度地区.SuperDARN利用高频雷达回波的多普勒漂移测量....

图32014年2月22日等离子体云块形成过程在地磁坐标系(MLT/MLAT)下的TEC观测

结合图3和图5,可以看出,08∶52UT日侧光电离高密度等离子体在增强的对流(对流范围扩大)输运作用下,由磁中午晨侧进入极盖,形成纬向分布的带状等离子体结构TOI(08∶52—08∶57UT),在随后的5h,观测到三次极隙区晨侧随对流运动的低密度区对TOI切割、产生等离子体云....

图42014年2月22日磁暴恢复相期间(a)行星际磁场IMF、(b)太阳风动压和磁重联电场、(c)磁暴指数Dst、(d)太阳风速度以及(e)极光电极流指数AE、AU和AL随UT变化,虚线之间对应等离子体云块形成时段

图32014年2月22日等离子体云块形成过程在地磁坐标系(MLT/MLAT)下的TEC观测Zhang等(2013)研究了两种类型(高密度区和低密度区)的极向运动等离子体密度增强(PMPCEs),认为低密度区是粒子沉降和极隙区对流通道事件(FlowChannelEvents)....

本文编号：3960069