中尺度行進式電離層擾動(MSTIDs)是中緯地區(qū)電離層非常重要的一類擾動事件,在北半球夜間這類擾動通常呈現(xiàn)從西北向東南向延伸的條帶狀結(jié)構(gòu),并且由東北向西南傳播。在傳播的過程中,MSTIDs的形態(tài)結(jié)構(gòu)和傳播方向可能受到電離層和熱層背景環(huán)境的影響,對MSTIDs事件傳播和演化過程中的熱層-電離層耦合物理機制的研究是一個非常重要的研究課題。
空間中心空間天氣學國家重點實驗室徐寄遙研究員團隊的博士生羅吉利用子午工程興隆臺站全天空氣輝成像儀觀測數(shù)據(jù)、國家地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)中心-地球物理分中心提供的GPS-TEC數(shù)據(jù)、Swarm衛(wèi)星數(shù)據(jù)、以及TIEGCM物理模式對2018年8月8日晚上的一次特殊的MSTIDs事件進行了深入地分析研究。
觀測和研究結(jié)果表明,該MSTIDs事件呈現(xiàn)兩個獨特特征:(1)該MSTIDs事件出現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)向,它從最初的從東北向西南方向傳播逐步轉(zhuǎn)向到偏西方向傳播,并且傳播速度發(fā)生顯著變化;(2)在氣輝光學觀測中,子夜后該MSTIDs事件在40°N以南的區(qū)域逐漸消失(見圖1)。通過理論分析和數(shù)值模擬,我們證明這些變化與熱層大氣風場變化和水平梯度導致的,并且與經(jīng)向風增強引起的電離層抬升密切相關(guān)。通過Swarm衛(wèi)星的觀測證明,氣輝觀測中MSTID事件的南部消失是由于熱層風場驅(qū)動下電離層沿磁力線爬升使得MSTID事件逃出全天空氣輝成像儀可觀測的高度范圍而造成的。
研究成果發(fā)表在國際期刊Journal of Geophysical Research – Space Physics上。發(fā)表文章信息:
Luo, J., Xu, J., Wu, K., Wang, W., Xiong, C., & Yuan, W. (2021). The influence of ionospheric neutral wind variations on the morphology and propagation of medium scale traveling ionospheric disturbances on 8th August 2016. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126, e2020JA029037. https://doi.org/10.1029/2020JA029037。
圖1.興隆臺站2016年8月8日20:29至03:00 LT全天空氣輝成像儀觀測圖。紅色虛線代表MSTIDs連續(xù)的相平面,圖(a)中相鄰圖片的時間間隔為12分鐘,圖(b)中時間間隔為30分鐘。
(供稿:天氣室)