磁扰时跨极盖电势及其时间变化率对赤道F层垂直漂移影响的统计学研究

发布时间：2024-04-18 19:08

　　电场穿透现象的研究是近年来国际关注的热门课题之一。研究暴时行星际电场穿透对于理解太阳风-磁层-电离层能量耦合具有重要科学意义。虽然围绕这一课题开展的研究已有超过40多年的历史,但仍有许多问题至今尚未解决,其中最为关键的就是电场穿透产生的条件。 在磁暴期间,携带行星际磁场的太阳风与地球磁层相互作用,通过磁场重联和其他物理机制,使得巨大的太阳风能量得以进入地球空间,大尺度行星际电场穿透进入磁层甚至中低纬电离层,显著改变当地的电场和离子漂移速度的大小甚至极性。 本文研究磁扰时跨极盖电势及其时间变化率对赤道F层等离子体垂直漂移的影响以及跨极盖电势的饱和现象。首先,我们利用DMSP和ROCSAT-1卫星测量得到的离子漂移数据和AMIE(Assimilative Mapping of Ionospheric Electrodynamics)模型输出的跨极盖电势,对2001-2003年间118个Kp>4的磁扰动事件,尤其关注跨极盖电势及其时间变化率对赤道区离子垂直漂移的影响。统计学研究得到磁层顶行星际电场向低纬电离层穿透的最可几时延以及穿透效率。然后,利用OMNI的太阳风数据和AMIE模型输出...

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2中性大气成分的高度剖面图（引自Kelley，2009)

图1.1中性大气层与电离层各层温度以及电子密度在白天和夜间随高度的分布示意图（引自KeUey，2009)图1.2给出了各种中性大气成分随高度的分布情况。从图中可以看出，在较低的高度，质量较大的02和N2占主要成分。然而随着高度的升高，中性成分总的数密度逐渐减少，较轻的成分，比如....

图1.5赤道E层电场和电流结构示意图

在E层110km高度附近该特点最为明显。为了推导出Cowling电导率的表达式，我们绘制了赤道E层电场和电流的结构示意图，如图1.5所示。假如有一东向电场五作用于赤道E层，五在Z轴负方向产生Hall电流/z，在y轴正方向产生Pedersen电流Jz=-口2EJy=C7,E (1....

图1.6赤道电集流形成示意图（引自Anderson等，2002)

对低讳电离层物理特性和电波传播具有特别的意义。其形成过程可以用图1.6来表述。在大气潮沙的作用下，整个电离层电流系在赤道区产生一个东向的静电场。这个静电场白天指向东，在电离层中产生东向电集流。在某些情况下，比如过屏蔽事件期间，这个静电场指向西，于是产生西向电集流，也称作反向电集流....

图1.7磁层及其电流体系示意图（引自徐文耀，2003)

体片、中性片、等离子体层和福射带等部分组成，在磁层顶和行星际空间之间，还有弓激波和磁鞘等过渡区。图1.7给出了磁层及其电流体系的示意图。InterplanetaryMagneticField TailCurrentPlasmaMantleMagneticTailNort....

本文编号：3957613