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空间中心自主研制的高频相干散射雷达在强磁暴期间观测到快速电离层不规则体运动

2020年02月21日 星期五 16:58:34

电离层不规则体是电离层中电子密度高于或者低于背景密度的不规则结构。电离层不规则体会引起无线电波信号剧烈扰动并可能造成信号失锁,对卫星通信及定位导航产生不利影响,所以对电离层不规则体的分布及运动特征的监测及研究具有很高的应用意义。另一方面,在中高纬地区电离层不规则体随着电离层对流运动,对电离层不规则体的全球监测数据进行融合可以获取全球尺度的电离层对流信息,这对太阳风-磁层-电离层耦合研究起着重要作用。

近日,我国首部自主研制的高频相干散射雷达在强磁暴期间对电离层不规则体的首次观测结果在《地球和空间科学》杂志发表。该高频相干散射雷达部署于佳木斯市郊,是在863项目的支持下,由空间中心自主研制的我国第一部高频相干散射雷达。文章展示了2018年8月26日强烈大磁暴期间,佳木斯雷达观测到在磁纬50度到60度之间有视向速度超过1000m/s的不规则体向西快速流动。通过对比同时期日本北海道东雷达的观测,证实在此期间佳木斯雷达和日本北海道东向雷达两部雷达同时观测到了同一团等离子体的运动。 进一步,通过与DMSP卫星SUSSI仪器对极光观测的联合分析确认两部雷达观测到的电离层对流属于双涡结构的昏侧涡的向阳回流。此外,研究人员还研究了佳木斯雷达数据对整个SuperDARN对流图的影响,结果表明,在强磁暴主相期间,佳木斯雷达数据的加入可以最高将越极电位降提升13.9%,该工作不但验证了佳木斯雷达观测数据,而且还说明佳木斯雷达数据在改善全球SuperDARN对流图方面的作用。

Citation:Zhang, J. J., Wang, W., Wang, C.,Lan, A. L., Yan, J. Y., Xiang, D. et al. (2020). First observation of ionospheric convection from the Jiamusi HF radar during a strong geomagnetic storm. Earth and Space Science, 7, e2019EA000911. https://doi.org/10.1029/2019EA000911



图1. 2018年8月26日0400 UT-0800 UT佳木斯雷达第6个波位上观测的回波功率,多普勒速度和谱宽。

图2. 在0445UT佳木斯雷达(JME)与日本北海道东(HOK)雷达的同时观测,背景叠加了DMSP卫星SUSSI的极光观测图像。

 

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