实验室人员在中纬度电离层不规则体演化过程的研究取得进展

2021年06月03日 星期四 16:16:44

中尺度行进式电离层扰动（MSTIDs）是中纬地区电离层非常重要的一类扰动事件，在北半球夜间这类扰动通常呈现从西北向东南向延伸的条带状结构，并且由东北向西南传播。在传播的过程中，MSTIDs的形态结构和传播方向可能受到电离层和热层背景环境的影响，对MSTIDs事件传播和演化过程中的热层-电离层耦合物理机制的研究是一个非常重要的研究课题。

实验室徐寄遥研究员团队罗吉博士研究生利用子午工程兴隆台站全天空气辉成像仪观测数据、国家地球系统科学数据中心-地球物理分中心提供的GPS-TEC数据、Swarm卫星数据、以及TIEGCM物理模式对2018年8月8日晚上的一次特殊的MSTIDs事件进行了深入地分析研究。

观测和研究结果表明，该MSTIDs事件呈现两个独特特征：（1）该MSTIDs事件出现大角度转向，它从最初的从东北向西南方向传播逐步转向到偏西方向传播，并且传播速度发生显著变化；（2）在气辉光学观测中，子夜后该MSTIDs事件在40°N以南的区域逐渐消失（见图1）。通过理论分析和数值模拟，我们证明这些变化与热层大气风场变化和水平梯度导致的，并且与经向风增强引起的电离层抬升密切相关。通过Swarm卫星的观测证明，气辉观测中MSTID事件的南部消失是由于热层风场驱动下电离层沿磁力线爬升使得MSTID事件逃出全天空气辉成像仪可观测的高度范围造成的。

研究成果发表在国际期刊Journal of Geophysical Research – Space Physics上。发表文章信息：

Luo, J., Xu, J., Wu, K., Wang, W., Xiong, C., & Yuan, W. (2021). The influence of ionospheric neutral wind variations on the morphology and propagation of medium scale traveling ionospheric disturbances on 8th August 2016. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126, e2020JA029037. https://doi.org/10.1029/2020JA029037。

图1.兴隆台站2016年8月8日2029至0300 LT全天空气辉成像仪观测图。红色虚线代表MSTIDs连续的相平面，图（a）中相邻图片的时间间隔为12分钟，图（b）中时间间隔为30分钟。