夜侧极区电离层对流对磁层亚暴的响应研究

摘要

本文主要利用SuperDARN雷达，特别是观测视野覆盖黄河站的Hankasalmi雷达和观测视野覆盖中山站的Kerguelen雷达，对亚暴期间高频(HF)雷达回波数变化特征进行了统计研究，并对两个亚暴事件进行了分析。主要结果归纳如下：
　　(1)根据北半球Hankasalmi高频雷达在夜侧扇区的观测，对71个亚暴事件进行统计分析表明，亚暴期间夜侧高频雷达回波数整体呈减少，但是有少数亚暴发生时夜侧高频雷达回波数量会增加。回波总数在亚暴膨胀相起始前60分钟开始减少，持续减少到亚暴膨胀相起始之后90分钟。这是因为Hankasalmi雷达回波主要来自于夜侧70°MLAT附近，而极光粒子沉降伴随亚暴的增长相发生，这一区域的极光粒子沉降导致极光带电离层对高频雷达观测波束吸收作用增强。冬季光致电离作用较弱，导致冬季电离层回波数量明显比夏季少。对2005年1月7日的亚暴事件分析表明，亚暴膨胀相起始之前15分钟时回波数增加到最大值;亚暴膨胀相起始之后近雷达区域的少量高频雷达回波主要来自较低纬的极光带。
　　(2)针对磁层亚暴发生后高频雷达回波数增多的情况，对电离层对流的一些特征进行了详细分析:选取了一个行星际激波激发的磁层亚暴事件，对夜侧电离层对流的一些特征进行了详细分析。结果表明，在18∶10UT，行星际激波到达地球并与磁层相互作用触发磁层亚暴，北半球夜侧极区电离层对流显著增强，Hankasalmi雷达观测到，从激波到达地球至18∶33UT这段时间，电离层F层出现剧烈扰动，雷达回波数明显增多，并出现局部对流速度反转现象，18∶33UT之后观测到F层出现三块逆阳运动不规则体，速度高达600m/s;而与之地磁共轭的南半球Kerguelen雷达探测的回波主要来自E层，回波数量几无变化，但Kerguelen雷达视野内的中山站全天空光学成像仪观测到极光活动显著增强。南北半球夜侧电离层观测结果的差异，主要是由于它们分别处于极夜和极昼。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 极区电离层对流

1．3 磁层亚暴

1．4 国内外进展

1．5 本文主要内容

第二章 SuperDARN雷达及数据处理

2．1 SuperDARN雷达概况

2．2 SuperDARN相干探测原理

2．3 数据处理方法

2．3．1 大尺度对流图

2．3．2 回波数计算

第三章 北半球夜侧高频雷达回波对磁层亚暴的响应

3．1 选取亚暴事件

3．2 回波数变化特征统计分析

3．3 2005年1月7日亚暴事件分析

3．4 讨论

3．5 小结

第四章 2012年7月14日磁层亚暴事件共轭观测

4．1 行星际磁场、太阳风条件及其地磁响应

4．2 极区电离层对流响应

4．3 极光响应

4．4 讨论

4．5 总结

第五章 总结与展望

5．1 研究总结

5．2 论文的创新点

5．3 研究展望

参考文献

作者简介

致谢