日食和平流层爆发性增温事件期间电离层扰动的研究

发布时间：2024-12-02 22:58

　　电离层与热层的部分区域重叠。电离层受到的扰动主要来自于太阳,包括太阳的周期性变化带来的季节变化、日变化等,以及太阳活动相关的日冕物质抛射(CME)、耀斑等,除此之外,来自低层大气的波动,如行星波、潮汐、重力波等对电离层也具有重要的影响。因此大气-电离层系统受到一系列复杂的非线性的化学、动力学、电动力学、以及辐射过程所共同决定。总之,大气-电离层系统受到了内部和外部过程的影响。日食是一种常见的天文现象,当日食发生时,月亮遮蔽导致太阳对地球的辐射在短时间内有限的地球区域内迅速下降,甚至达到夜间水平。然而不同于正常的白天夜晚周期变化,日食导致的快速太阳辐射变化会导致日-地环境有更多的扰动和非线性过程。每一次的日食,由于发生的纬度,地方时,地磁条件,太阳活动等不同,电离层的响应也会不同。这就为我们研究大气/电离层系统对太阳辐射在有限区域的短时变化响应,提供了一个很好的机会。平流层爆发性增温是常发生在冬季半球极区的一种大尺度的天气现象,一般表现为在平流层约10 hpa(～32km)高度上温度上升十几到几十度,同时东向纬向平均风减弱,甚至出现反向。一般认为是平流层快速增长的行星波向上传播,与极区平均...

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【部分图文】：

图１．１从地面到顶部电离层的大气－电离层系统的垂直结构

总之，大气－电离层系统受到内部和外部过程共同影响，比如，从低层大??气上传的波动过程，以及从上层来的磁层、太阳以及地磁活动过程。??图１．１是从地面到大气－电离层系统的垂直结构，上接磁层。电离层－大气系??统由对流层、平流层、中层、热层以及电离层相互耦合形成。磁层是地球空间的??....

图１．２左（右）是纬向平均丨ＣＭ／｜Ｎ２｜（中性温度）在有潮汐模拟和没有潮汐模拟下的差值随髙度??和讳度的变化

低纬电离层ＴＥＣ开始增加，后来逐渐较小。开始增强的ＴＥＣ由赤道增??强的等离子喷泉效应引起，其后的减小则是潮汐的混合效应引起的中性成分变化??导致的。如图１．２所示，左边是纬向平均在有潮汐模拟和没有潮汐模拟??下的差值随高度（双纵坐标，左边的纵坐标是压强参量）和纬度的变化；右边是....

图１．３?１９９９年８月１１日日食期间（４９．９１°Ｎ，１４．５１°Ｅ）周期为８５ｍｉｎ的重力波的垂直结构

层的电子密度变化有关。重力波两个主要的当地源是晨昏发电机和日食路径的??（§ａＵｌｉｅｔａｌ．，２００６等）。两者引起重力波的机制相同，都与太阳电离辐射和太阳直??接辐射加热的快速变化有关。图１．３显示了（４９．９１°Ｎ，?１４．５１°Ｅ）日食相关的重力波??的垂直结构?中心周期....

图１．４来自太阳的一些事件（如耀斑、太阳髙能粒子、日冕物质抛射（ＣＭＥ）等）到达地球的??时间（来自ＮＡＳＡ，??ｈｔｔｐｓ：／／ｗ＼ｖｗ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｍｉｓｓｉｏｎ＿ｐａｇｅｓ／ｓｕｎｅａｒｔｈ／ｓｐａｃｅ＼ｖｅａｔｈｅｒ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）〇??

正如前面所述，大气－电离层环境不仅受到内部过程的影响，也受到外部过程的??影响。决定地球大气结构和动力学的主要能量来源是太阳，它可以发射电磁辐??射（太阳辐射）和粒子流（太阳风），影响地球系统。图１．４是来自太阳的一些事件??（如耀斑、太阳高能粒子、日冕物质抛射（ＣＭＥ）等）到达....

本文编号：4014043