電子溫度是電離層一個(gè)重要物理量，它可以很好地反應(yīng)電離層中磁層-電離層-熱層耦合的物理過(guò)程。在子夜后日出前，該物理量有一個(gè)很有意思且重要的現(xiàn)象——電子溫度增強(qiáng)。以往對(duì)該現(xiàn)象的研究主要在單臺(tái)站和中低緯度區(qū)域，它的全球分布特征，以及其對(duì)季節(jié)性和太陽(yáng)活動(dòng)依賴性的研究還比較缺乏。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心太陽(yáng)活動(dòng)與空間天氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中高層大氣組博士生梁劍云、徐寄遙研究員、張清和教授等人合作，利用DMSP F16衛(wèi)星電子溫度、電子密度、能量粒子沉降和地磁場(chǎng)等數(shù)據(jù)，研究了在2014年和2018年磁平靜期間夜側(cè)電子溫度增強(qiáng)分布的全球特征，并詳細(xì)給出地球磁場(chǎng)對(duì)它的調(diào)制過(guò)程。

　　觀測(cè)和研究結(jié)果表明，夜側(cè)電子溫度增強(qiáng)全球分布特征（圖1）如下：（1）在12月至日季節(jié)，主要發(fā)生在北半球亞歐大陸的中緯度地區(qū)，且在北美-大西洋扇區(qū)向赤道延伸（南大洋洲）。在太陽(yáng)活動(dòng)極大年，甚至可以跨越磁赤道；（2）在6月至日季節(jié)，主要位于南大洋州扇區(qū)，延伸的緯度沒(méi)有北半球低，但在太陽(yáng)極大年同樣更靠近磁赤道；（3）該增強(qiáng)在春分季節(jié)不如至日季節(jié)顯著。通過(guò)對(duì)低能量沉降電子的觀測(cè)以及進(jìn)一步分析軌道上共軛光電子（CP）的分布，發(fā)現(xiàn)電子溫度增強(qiáng)極大可能是共軛日側(cè)半球的低能量的電子——光電子（PE）的加熱引起。此外，磁偏角和傾斜的磁赤道可以控制電子溫度增強(qiáng)分布以及磁場(chǎng)線的長(zhǎng)度和強(qiáng)度會(huì)影響共軛半球CPs的通量，進(jìn)而影響電子溫度增強(qiáng)的分布和強(qiáng)度（圖2）。

　　該研究成果于近期發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Journal of Geophysical Research-Space Physics上。

　　文章鏈接：Liang, J., Xu, J., Zhang, Q., Liu, J., Zhang, Y., Zhang, S.-R., et al. (2023). Global distribution of electron temperature enhancement at mid-low latitudes observed by DMSP F16 satellite. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 128, e2023JA031513. https://doi.org/10.1029/2023JA031513

圖1. 2014年(a)和2018年(b)地磁靜時(shí)電子溫度增強(qiáng)分布。紅色箭頭指出了冬季半球的電子溫度增強(qiáng)的區(qū)域，黑線表示20°間隔的磁緯線。

圖2. 2018年12月22日((a)和(b))在不同扇區(qū)CP的分布和2014年12月22日(c)跨越赤道的物理示意圖。圖中DMSP F16在(a1) 90°E，(a2)和(c) 310°E， (b1) 180°E， (b2) 250°E經(jīng)線飛越40°N。

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