神舟4号-大气密度探测器探测结果%3a中、低强度地磁扰动期间热层大气密度变化.pdfVIP

“神舟4号”大气密度探测器探测结果： 中、低强度地磁扰动期间热层大气密度变化 叶海华邱时彦贺爱卿林宪文 孙丽琳李宏祝义强徐学培秦国泰 (中国科学院空间科学与应用研究中心) 摘 要 “SZ-4”大气密度探测器搭载在神舟4号留轨舱上于2002年12月30日发射入轨，己 在轨运行了3个多月，在此期间发生了多；℃中、低强度的地磁扰动事件。“SZ-4”大气密度 探测器测得了轨道舱运行高度上(330362公里附近)大气密度的响应变化。探测数据表明， 中、低强度的地磁扰动事件也能引起热层大气密度的增变，增幅在30％左右，最大可达60％， 而且阴影区的增变要大于日照区，其中阴影区低纬地域变化幅度最大。 关键词大气密度：地磁活动；日照：阴影 1引言 热层大气密度的变化受太阳和地磁活动程度等诸多因素影响，其中地磁扰动因目前尚无 可靠和确切的预测方法和对大气密度影响程度了解尚不够充分，而显得更倍受关注。“SZ．2” 和“sz．3”大气密度探测器曾多次实测到中偏高强度地磁扰动期间的热层大气密度响应变化， 所得数据的分析结果已先有报导【11口J。早期也曾利用美国“AE”和“DE”卫星探测数据， 进行了强地磁活动期间热层大气密度变化的探讨”J。本文则利用“SZ-4”大气密度探测器于 2003年1～3月间的探测数据，着重分析发生在此期间的多次中、低强度地磁扰动对热层大 气密度的影响。 2数据 2．1大气密度探测数据 表1：各参数名称与性能 “SZ,-4”大气密度探测器是通过测 参数名称 性能 量传感器内气压和气温的方法来换算 气压测量范围(Pa) 10-210‘ 成自由大气密度。它由取样室、热电离 取样室温度(℃) ．10-+60 规、温度传感器及相应的电子学线路组 温度分辨率(℃) 02℃ 成，表1中列举了“SZ．．4”大气密度探数据采样率(HZ) 1 测器的主要技术性能。探测器在地面由 最小可检测气压(Pa) lO“ 活性气体校准系统分别用02、N2和He 1 76 探测器质量(Kg) 等标准气样进行了标定。 探测器外形尺寸(mm) 50×150X163 2002年12月30日大气密度探测 I 3 探测器功耗(w) 器搭载在“神舟4号”轨道舱上被送入 轨道，轨道舱以倾角42。，周期约90分钟和高度330--362公里左右的准圆轨道上长期运行。 在轨运行时由船上高速数传系统将探测数据信息送回地面，并由飞船工程系统同时给出相应 轨道和姿态数据，在地面合成处理后获得运行轨道高度上空间环境大气密度及其变化状况。 2．2地磁活动强度数据 选用美国NOAA空间环境中心发布的2003年1月至3月的地磁Ap指数和太阳活动指 数F。7日变化数据。在此期间分别发生过多次中、低强度的地磁扰动事件，其中有1月4 日、2月2日、2月27日和3月27日等4次事件，它们相应的Ap指数日平均值分别为23、 53、43、47。同期相应的太阳活动指数F107日平均值无显著的涨落变化。 3．结果 3．1无明显地磁和太阳扰动时准全球热层大气密度变化 2003年1月15日至3月底期间，太阳活动程度处于中偏低的水平，F10，日平均值在 150～90之间．而发生的地磁扰动事件也只是中、低强度，因此多数情况处于无明显地磁和 太阳扰动状态。图1例举了这种无明显地磁和太阳太阳扰动状态下的准全球大气密度分布变 化图，它是由“SZ-4”大气密度探测器于2003年2月20目的探测数据所构成。图