基于630nm气辉观测数据的电离层等离子体泡共轭特性统计分析戴祖康1,余涛1*,杨娜1,王锦1,傅頔2,冯向朋2,冯玉涛21.中国地质大学地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室,武汉430074;2.中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室,西安710119*通讯作者,E-mail:yutaommnn@163.com收稿日期:2021-12-31;收修改稿日期:2022-09-06;接受日期:2022-09-26;网络版发表日期:2023-01-13国家自然科学基金项目(批准号:41874185、41574147、41904142、42104165)和中国科学院西部之光交叉创新团队项目(编号:E1294301)资助摘要文章利用美洲地区两台地磁共轭的全天空气辉成像仪2014~2017年630nm波段的观测数据,提取了电离层等离子体泡信息,统计分析了两站等离子体泡出现的共轭特性和规律,包括共轭等离子体泡出现频次和时间分布、条带宽度和中心位置、漂移速度等特征.研究结果表明:共轭对称的视野窗口内同时观测到的等离子体泡事件的发生率约84%;共轭等离子体泡条带宽度都集中在100km左右,且南北半球宽度差主要在30km以内;共轭等离子体泡中心位置距离在50km以内;共轭等离子体泡的漂移速度相当一致,但北半球较南半球快约10%.文章研究结果证实了等离子体泡共轭现象的一般性,并有少量的不对称现象出现,且认为是半球间背景电离层环境差异导致的.文章还给出了IGRF模型下等离子体泡共轭存在的可能误差范围,为等离子体泡共轭区域预报提供支持.关键词630nm气辉,等离子体泡,地磁共轭1背景介绍赤道电离层不规则体是经常发生在地磁赤道以及低纬地区的一种电离层现象.该现象具体表现为电离层部分区域电子密度相对低于周围区域,并且会影响无线电信号的传播,因此是电离层研究的热点话题.当使用电离层测高仪或全天空气辉成像仪(All-SkyImager,ASI)观测到该现象时也被称为赤道扩展F现象或赤道电离层等离子体泡现象(Kelley,2009).目前普遍认为瑞利泰勒不稳定性是导致等离子体泡产生的物理机制(Dungey,1956).在日落后,太阳辐射作用减弱,电离层电子产生率减弱,E层由于电离复合作用电子密度迅速衰减,而F层由于高度较高电离复合作用较弱所以电子密度衰减较慢,这就导致了E层和F层的垂直电子密度梯度增加,上层是电子密度较高的F层,下层是电子密度较低的E层,这种状态极不稳定,称为瑞利泰勒不稳定状态.在这个状态下等离子体泡容易在F层底产生并在E×B的力作用下向上漂移(Mendillo等,中文引用格式:戴祖康,余涛,杨娜,王锦,傅頔,冯向朋,冯玉涛.2023.基于630nm气辉观测...
