[口头报告]地球低中纬电离层的条状隆起结构

地球低中纬电离层的条状隆起结构
编号:315 稿件编号:161 访问权限:私有 更新:2023-04-08 09:55:54 浏览:195次 口头报告

报告开始:2023年05月07日 16:29 (Asia/Shanghai)

报告时间:8min

所在会议:[11] 11、空间物理与空间探测 » [11-2] 11-2 空间物理与空间探测(2)

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摘要
在2017年9月8日至9日地磁暴期间,利用多达6颗低轨卫星的就位观测,还原了一种位于低中纬地区的共轭条状隆起结构,这一结构位于SED的基底但显著与中纬SED羽状结构和低纬EIA分离。以隆起结构峰区附近的的锐度为标准,这些隆起结构事件可进一步分为锐型和钝型。这些隆起与先前报道的等离子体密度肩形结构既有相似之处,也有不同之处,极大的丰富了对磁暴期间中低纬电离层的理解。对于隆起结构的发生特征和可能的机制总结如下:
a)  条状隆起为SED基底内部的精细结构,该结构与SED羽状结构分离。
b)  条状隆起的纬向范围在经度上可能达到150°,经向范围在纬度上仅在1°至5°之间变化(120~600 km),这表明前人研究总结的电离层肩形结构(例如Tsurutani et al.,2004)可能只是带状隆起的经向切片观测。
c)  对于某个半球而言,两三个分立的隆起会以簇的形式在中低纬聚集。然而,这一簇状分布并不总是共轭的。由于隆起结构并无对应的磁场信号,这显示出其与其他已知电离层结构的巨大差异。
d)  两种类型的隆起结构显示出明显磁偏角控制下的经度依赖性,在整体上,隆起结构倾向于发生在磁偏角向东的区域,在此区域,西向中性风将对赤道向等离子体流产生更强贡献,并进一步增强了赤道向等离子体堆积效应。
e)  钝型隆起主要出现在午后日落附近,持续时间不到4小时,而尖锐隆起则在所有可观测的地方时均有出现,持续时间超过24小时。
f)  隆起结构的的主要离子组成是较轻的H+/He+,而不是O+,隆起结构所处的的不变纬度和L值呈下降趋势,与等离子体层顶的向地收缩类似,但隆起结构所处磁力线的L值显著低于等离子体层顶的L值。
a)  隆起结构的诸多发生特征表明,等离子体层离子下沉(沿场线或跨场线)和扰动中性风可能是主要原因。
而在2021年11月3日至6日的地磁暴事件期间,网格化TEC地图首次记录了北美地区条状隆起的完整演化过程。通过采用来自Swarm A、B、DMSP F16、F17、F18和ICON的卫星观测,研究展示了与条状隆起结构有关的一些重要发现。主要研究成果总结如下:
a)  五颗低轨卫星持续性的检测到隆起结构事件,持续时间从11月4日07:00UT至11月6日20:00UT,对应地磁暴的主相和恢复相阶段,覆盖范围包括了太平洋-美洲-大西洋板块。
b)  TEC地图记录了11月4日和11月5日夜间条形凸起特征的出现过程。11月4日,大尺度TEC斑块状结构不断缩小,使其逐渐演化为条状隆起结构。11月5日,ICON的离子成分数据证实了条状隆起的持续性,即:尽管TEC地图未能持续性检测到隆起结构,但这并不意味着隆起结构的消亡。对TEC观测而言,随着低纬TEC的衰退和高纬TEC的保持,条状隆起得以在TEC地图中更清晰的显现。
c)  中纬度等离子体带状结构的收缩/变窄(条状隆起的形成)是由于扰动赤道中性风驱动的场向离子输运增强所致。换言之,条状隆起中纬度等离子体带状结构的磁暴期形态。
d)  赤道和低纬地区并未出现增强的喷泉效应,所以其与条状隆起的形成无关。
e)  条状隆起的维持可能与其H+主导性有关,即通过电荷交换反应产生的化学损失可能被来自等离子体层的持续性离子注入所补偿。
 
关键字
地磁暴,电离层,不规则体
报告人
万欣
中山大学

稿件作者
钟嘉豪 中山大学
熊超 武汉大学
郝永强 中山大学
万欣 中山大学
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