——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
Pc1地磁脈動(dòng)是指頻率在0.2-5Hz的低頻波動(dòng),其與地磁活動(dòng)密切相關(guān),最易發(fā)生在磁暴恢復(fù)相期間,與空間的離子回旋波(EMIC)相對(duì)應(yīng)。自1936年在地磁數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)Pc1脈動(dòng)以來(lái),科學(xué)家對(duì)Pc1脈動(dòng)的起源和傳播途徑進(jìn)行了大量觀測(cè)研究。但受限于空間觀測(cè)位置,以及EMIC(Pc1)波動(dòng)傳播過(guò)程中在電離層波腔內(nèi)的極化反轉(zhuǎn)、頻率反射以及回旋吸收等作用,磁層中激發(fā)的EMIC(Pc1)波動(dòng)如何傳播到地面這一問(wèn)題尚無(wú)定論。
在2018年8月27日磁暴恢復(fù)相期間,電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號(hào)”首次在南北共軛電離層觀測(cè)到一個(gè)Pc1波動(dòng)事件。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員茍曉晨、李磊、張藝騰、周斌等隨即利用其實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的“張衡一號(hào)”高精度磁強(qiáng)計(jì)數(shù)據(jù),并結(jié)合電場(chǎng)儀數(shù)據(jù),以及Swarm衛(wèi)星和地磁臺(tái)站觀測(cè),對(duì)波動(dòng)的特性和產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行深入研究。
研究表明,“張衡一號(hào)”在電離層波注入源區(qū)附近(L~3)觀測(cè)到Pc1波動(dòng),波動(dòng)以Alfvén波的形式注入南北電離層,呈混合偏振。比對(duì)等離子體層頂?shù)奈恢茫撗芯客茰y(cè),磁暴恢復(fù)相期間,等離子體層頂向外移動(dòng),赤道環(huán)電流中能離子注入,引起冷等離子體不穩(wěn)定性而激發(fā)EMIC波動(dòng)。該EMIC(Pc1)波動(dòng)以Alfvén波的形式沿磁力線(xiàn)向南北高緯區(qū)域傳播到達(dá)電離層,在電離層波腔內(nèi)傳播并被多個(gè)地面臺(tái)站觀測(cè)到。
“張衡一號(hào)”為Pc1理論提供了直接觀測(cè)證據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表于Annales Geophysicae。
圖1. “張衡一號(hào)”(CSES)和Swarm衛(wèi)星及SGO地面臺(tái)站觀測(cè)到的Pc1波動(dòng)時(shí)空關(guān)系圖
圖2.“張衡一號(hào)”觀測(cè)到的Pc1波動(dòng)磁場(chǎng)頻譜分析圖
圖3.“張衡一號(hào)”觀測(cè)到的Pc1波動(dòng)傳播特性分析圖
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