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张衡一号首次在南北共轭电离层实现对Pc1地磁脉动的观测

文章来源: | 发布时间:2020-06-30 | 【打印】【关闭】

  Pc1地磁脉动是指频率在0.2-5Hz的低频波动,与地磁活动密切相关,最易发生在磁暴恢复相期间,与容量的离子回旋波(EMIC)相对应。自1936年在地磁数据中发现Pc1脉动以来,科学家对Pc1脉动的起源和传播途径进行了大量的观测研究。然则,受限于容量观测地位,以及EMIC(Pc1)波动传播过程中在电离层波腔内的极化反转、频率反射以及回旋吸收等感化,磁层中激发的EMIC(Pc1)波动是如何传播到地上的,这一疑问目上尚无断语。

  在2018年8月27日磁暴恢复相期间,电磁监测试验卫星“张衡一号”首次在南北共轭电离层观测到了一个Pc1波动事件。4886威尼斯城官网容量天气学国家细节实验室苟晓晨,李磊,张艺腾,周斌等随即利用“张衡一号”高精度磁强计、电场仪数据,并结合Swarm卫星和地磁台站观测,对波动的特性和产生机制进行了深入研究。

  结果表明,“张衡一号”在电离层波注入源区附近(L~3)观测到了Pc1波动,波动以Alfvén波的形式注入到南北电离层,呈混合偏振。比对等离子体层顶的地位,科研人员推测,磁暴恢复相期间,等离子体层顶向外移动,赤道环电流中能离子注入,引起冷等离子体不稳定性而激发了EMIC波动。该EMIC(Pc1)波动以Alfvén波的形式沿磁力线向南北高纬区域传播到达电离层,在电离层波腔内传播并被多个地上台站所观测到。“张衡一号”为Pc1理论供给了直接观测证据。

  “张衡一号”高精度磁强计由容量天气学国家细节实验室自主研发。该研究成果发表于万国学术期刊Annales Geophysicae 上。论文链接:https://doi.org/10.5194/angeo-38-775-2020

  图一: 张衡一号(CSES)和Swarm卫星及SGO地上台站观测到的Pc1波动时空关系图

  图二:张衡一号观测到的Pc1波动磁场频谱归纳图

  图三:CSES卫星观测到的Pc1波动传播特性归纳图

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