中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授雷久侯團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員樂新安和美國麻省理工Haystack觀象臺研究員張順榮等國內(nèi)外合作者，利用中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)自主構(gòu)建的北斗同步衛(wèi)星信標(biāo)全國電離層綜合觀測網(wǎng)，結(jié)合“子午工程”三亞非相干散射雷達(dá)觀測與數(shù)值模擬，揭示了“2024年5月超級磁暴”期間我國扇區(qū)電離層準(zhǔn)周期的異常擾動現(xiàn)象及其物理機(jī)制。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《美國地球物理學(xué)會進(jìn)展》。
磁暴是太陽爆發(fā)引發(fā)的典型空間天氣現(xiàn)象，會導(dǎo)致地球空間環(huán)境劇烈的變化，如人類肉眼可見的極光現(xiàn)象，并對航天器飛行、無線電通信導(dǎo)航等產(chǎn)生顯著影響?！?024年5月超級磁暴”是近20年來最強地磁暴，地磁擾動指數(shù)低至負(fù)400納特，大量太陽風(fēng)與磁層能量注入地球大氣，引發(fā)電離層環(huán)境劇烈擾動，在我國北京、漠河等地均觀測到絢麗的極光。
電離層是距地面約80至1000公里高度受太陽輻射部分電離的大氣區(qū)域。因此，電離層電子密度/總電子含量隨太陽輻射一般呈現(xiàn)白天高、夜間低的周日變化規(guī)律，同時受地磁場影響在中低緯呈現(xiàn)出經(jīng)典的雙駝峰赤道電離層異常結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊利用北斗同步衛(wèi)星信標(biāo)全國電離層綜合觀測網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)“2024年5月超級磁暴”期間我國扇區(qū)電離層電子密度/總電子含量出現(xiàn)顯著異常變化：經(jīng)典雙駝峰赤道電離層異常結(jié)構(gòu)消失，電離層電子密度/總電子含量呈現(xiàn)明顯的準(zhǔn)周期波動特征。
研究團(tuán)隊結(jié)合“子午工程”三亞非相干散射雷達(dá)觀測與數(shù)值模擬，進(jìn)一步深入揭示了磁暴期間極區(qū)能量注入激發(fā)的大氣重力波對熱層風(fēng)場的調(diào)制作用，以及其與行星際磁場多次轉(zhuǎn)向引發(fā)的磁層穿透電場、擾動動力學(xué)電場的相互作用過程，他們共同作用形成了超級磁暴期間我國扇區(qū)電離層特殊異常變化。
研究人員介紹，該研究成果是基于我國自主建設(shè)特色地基觀測設(shè)備，深入揭示了極端空間天氣事件影響電離層的物理過程，為理解極端空間天氣事件對地球空間環(huán)境的影響及提升空間天氣預(yù)報精度提供了重要科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)論文信息： https://doi.org/10.1029/2024AV001379
本文鏈接：http://jphkf.cn/news-8-1951-0.html研究揭示近20年最強地磁暴對我國電離層的沖擊
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