地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

等离子体层Plume区域磁层-电离层耦合特性

等离子体层Plume区域电子沉降的观测

波粒相互作用和高能离子/电子关联沉淀在内磁层和电离层之间的耦合中发挥着重要作用。我们介绍了一个在200158日至9日磁暴主相时等离子体羽沉淀环电流(RC)离子/电子和与波粒相互作用有关的辐射带电子沉淀的特性。通过NOAA16号卫星的观测结果,在各向异性区域,IMAGELANL-91/94卫星观测到沉降RC电子通量的峰值向赤道向扩展到等离子体羽RC电子通量沉降区域。随着各向异性区域沉降RC电子通量的增加,大于3MeV沉降通量的电子也同时被NOAA16观测到。电磁离子回旋(EMIC)波引起的RC质子和辐射带电子投掷角扩散系数的计算结果表明,RC质子和大于3MeV辐射带电子沉降通量的增强是由等离子体羽EMIC波粒相互作用引起的。我们的研究结果表明,等离子体层羽EMIC波可以分散,除了RC离子还有辐射带电子能够进入损失锥,这会导致RC离子和辐射带电子的损失。

 1  电磁离子回旋(EMIC)波引起的RC质子和辐射带不同能量的质子和电子沉降通量

 

Ø 等离子层Plume区域电子沉降对电离层的影响

我们研究了一些与等离子体层Plume结构区波粒相互作用相关的电离层特性。数字式测高仪的电离图只包含从6.2MHz9.3MHz的回声扫描频率,低于6.2MHz频率的缺失是由于SEDRC电子沉降导致子电离层吸收的增强,有一个明显的F1层和Es层出现在ISR的轮廓上,因为强电离层的吸收作用使它们没有在数字测高仪上观测到。对于频率介于6.2 MHz9.3MHz间的回声,从数字测高仪电离图中获得的虚拟高度和ISR电子密度轮廓的比较表明Es层出现在123km的峰值高度上。Es层的发生归结于SED羽状沉淀能量通量的增强。我们的结果表明,在SED羽中的电离层行为不仅仅受到电离层动力学过程的控制,也受到电离子体羽波粒相互作用导致的高能沉降RC离子/电子的控制。

  2 电离层电子密度垂直剖面图 

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