电离层等离子体泡的识别与分析

来源 :中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) | 被引量 : 0次 | 上传用户:herojian
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在黄昏时分,赤道地区的电离层的F层通常会出现一种密度较低、尺度较大的等离子体空腔结构,通常称这种结构为电离层等离子体泡。由于等离子体的抗磁效应,等离子体泡会增强背景磁场。除了抗磁效应引起的背景磁场增强外,在垂直于背景磁场方向也会有扰动,扰动具有阿尔文波的特征,横向扰动与场向电流有关,但横向扰动的具体产生机制目前尚不明确。本文利用欧空局Swarm卫星的矢量磁场、标量磁场和等离子体密度观测数据,考察了等离子体泡产生的磁场扰动信号的特征,发现磁场强度和平均场向分量的增强均与等离子体泡密度的下降有较强的负相关性,说明磁场标量和矢量(平均场向分量)数据都可以用来识别等离子体泡。本文分析和对比讨论了两种数据在识别等离子体泡时的区别以及优缺点,发现由于Swarm卫星的标量磁场数据噪声明显低于矢量数据,利用标量磁场数据可提高等离子体泡的识别率,识别更多波动较小的等离子体泡。最后,本文分析了磁场数据质量等影响程序自动识别等离子体泡的因素,讨论了可能干扰识别的其他物理现象,包括等离子体团、中小尺度电离层行扰、地磁脉动。从近地轨道卫星磁场观测数据中正确识别电离层等离子体泡,有助于认识等离子体泡的全球演化,推进对电离层闪烁的预报;同时又可剔除受影响的磁场数据,提高地磁场建模的精度。
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