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实验室科研人员发现低纬电离层等离子体块引起闪烁的直接观测证据

2015年08月31日 星期一 11:36:50

最近,美国地球科学学会(AGU)权威学术期刊Geophysical Research Letters刊登了实验室王铮与导师史建魁研究组利用低纬度地区电离层闪烁监测仪和ROCSAT卫星的探测数据发现低纬电离层等离子体块引起闪烁的直接观测证据的文章。

通常认为,低纬度电离层闪烁由赤道等离子体泡(bubble)所引起。有研究者通过信号分析和模拟认为低纬度地区电离层闪烁也可能由等离子体块(blob)引起,但没有实地探测的证据来支持这种观点。最近,该研究组利用低纬度地区台站的GPS闪烁监测仪的数据和ROCSAT卫星的实地探测数据,首次分析发现低纬度电离层闪烁和实地探测的等离子体块(blob)同时出现的现象,给出了低纬度电离层闪烁可由电离层等离子体块所引起的直接证据。结果还显示,探测到的等离子体块在电离层F 层高度,特征尺度约为800 km,其中存在强烈的密度扰动,其离子成分主要为来自低高度的O+离子。本论文还分析研究了等离子体块的形成机制,认为观测到的等离子体块与东向的极化电场有关,扰动的极化电场引起块中等离子体密度的扰动,从而引发了闪烁现象。

这一研究结果,对于进一步研究赤道和低纬度地区电离层闪烁的机制具有重要的科学意义,对于认识电离层等离子体泡和等离子体块的物理机制及其引起的相关现象也是非常重要的,同时对于寻找与电离层闪烁的关联现象以及闪烁的预报方法都具有重要的应用价值。

研究论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015GL063493/abstract



图1: ROCSAT卫星经过Vanimo台站上空时探测到的离子密度、离子成分和漂移速度三分量。虚线表示等离子体块区,离子密度比背景上升到2倍。

图2: 在ROCSAT卫星观测到等离子体块的同时,电离层GPS闪烁监测仪检测到了有关三颗卫星信号出现的电离层闪烁现象,给出了等离子体块引起闪烁的直接观测证据。

 

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