電場(chǎng)在低緯度電離層的電動(dòng)力學(xué)過程中起著至關(guān)重要的作用。多項(xiàng)研究證明，電場(chǎng)在影響電離層參數(shù)方面發(fā)揮著主導(dǎo)作用。借助火箭、衛(wèi)星等進(jìn)行的原位測(cè)量技術(shù)可以提供準(zhǔn)確的電離層電場(chǎng)信息，但是通常情況下，電離層電場(chǎng)的測(cè)量一般是在E區(qū)（90-120 km）或F區(qū)（250 km）進(jìn)行，很少有在F1區(qū)開展的電場(chǎng)測(cè)量。

　　近日，中科院國(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)室研究人員利用子午工程探空火箭上搭載的空間電場(chǎng)儀測(cè)量數(shù)據(jù)，分析得到了海南上空電離層F1區(qū)（約130-190 km）電場(chǎng)隨高度分布的特點(diǎn)，并由此計(jì)算了等離子體的漂移速度。利用子午工程的DPS-4數(shù)字測(cè)高儀的數(shù)據(jù)，還得到了電離層F1區(qū)最大密度高度值（hmF1），并由此估算出了此處的中性風(fēng)速度。

　　分析發(fā)現(xiàn)，在磁靜期間的清晨5點(diǎn)至6點(diǎn)時(shí)段，低高度電場(chǎng)的水平分量比垂直分量要小得多，垂直電場(chǎng)在約176 km處出現(xiàn)最大值（圖1），同時(shí)，F(xiàn)1區(qū)密度的最大值也出現(xiàn)在這個(gè)高度附近（表1和圖2）。該項(xiàng)研究表明，垂直極化電場(chǎng)是由水平中性風(fēng)驅(qū)動(dòng)的。

　　此項(xiàng)研究首次獲得并分析了東亞地區(qū)電離層電場(chǎng)的直接測(cè)量數(shù)據(jù)，首次獲得了近赤道區(qū)約100—200公里高度電場(chǎng)特征的認(rèn)識(shí)；利用火箭特殊姿態(tài)分析了海南地區(qū)電離層F1區(qū)電場(chǎng)的三維直流電場(chǎng)分布，并揭示了該區(qū)域176公里高度附近，最大電場(chǎng)強(qiáng)度與最大電子濃度以及中性風(fēng)之間的內(nèi)在關(guān)系。相關(guān)文章在線發(fā)表在SCIENCE CHINA Earth Sciences上。

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　　Li R K, Chen T, Man F, Jiang X J, Luo J, He Z H, Zhang H M, Wang L F, Liu C, de Meneses F C, Wang G J, Xu J Y . 2016. Characteristics of Low Altitude Ionospheric Electric Field over Hainan Island, China. Science China Earth Sciences, 59: 1–1, doi: 10.1007/s11430-016-0123-5

　　圖1：火箭上升階段測(cè)量得到的垂直電場(chǎng)和水平電場(chǎng)

　　表1 海南站DPS-4測(cè)量得到的hmF1

　　Station  Year  Day  Time  hmF1

　　Hainan 2013 April 05 05:50 174 km

　　圖2：電子密度隨高度的變化示意圖