北极黄河站上空低热层中性风场对行星际激波的响应-极地研究.PDFVIP

第２７卷第２期 极地研究 Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．２ ２０１５年６月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＯＬＡＲＲＥＳＥＡＲＣＨ Ｊｕｎｅ２０１５ 櫑櫑櫑櫑毀 櫑 毀 毀櫑研究论文毀 櫑櫑櫑櫑 北极黄河站上空低热层中性风场对行星际激波的响应 陈瑶　张燕革　艾勇　刘珏　熊波　张国华 （武汉大学电子信息学院，湖北 武汉４３００７２） 提要　行星际激波作为日地空间环境中传输能量的重要载体，与热层的相互作用可以对热层的空间环境产生剧烈影 响，借助ＦＰＩ设备观测的低热层中性风场行为可以对这一问题进行更加深入的研究。在行星际激波和地球磁层相互 作用时期，通过全天空法布里珀罗干涉仪（ａｌｌｓｋｙＦＰＩ）的观测数据对北极黄河站（７８．９２°Ｎ，１１．９３°Ｅ）上空低热层风 场行为展开了研究，对２０１１年１１月２６、２８日以及２０１１年１２月１日ＯＩ５５７．７ｎｍ辐射高度（约为９７ｋｍ）的观测数据 进行了处理，此外也将观测期间的中性大气水平风场与水平风模型２００７（ＨＷＭ０７）进行了对比。行星际扰动数据和 同时期水平风场数据的对比分析表明，ＡＣＥ卫星监测到行星际激波半小时内水平风场在幅值和方向上均可以产生剧 烈变化，产生变化的原因可能与焦耳加热有关。对２０１１年１１月２８日ＯＩ５５７．７ｎｍ辐射高度的视线风场（方向为ＦＰＩ 设备朝向热层大气被观测处）进行分析，结果表明在行星际扰动期间，ＯＩ５５７．７ｎｍ辐射高度上的风场行为变化可能 也同时来自于离子拖曳的作用。 关键词　行星际激波　法布里珀罗干涉仪　中性风场　焦耳加热　离子拖曳 ｄｏｉ：１０．１３６７９／ｊ．ｊｄｙｊ．２０１５．２．１３２ 间和地球大气交互的重要枢纽，是目前空间天气观 ０　引言 测的主要对象。热层大气中，中性风场是研究区域 ［３］ 动力学的重要手段之一，１９９３年 Ｓａｓｔｒｉ等 就曾经 日地物理学的研究中，由太阳耀斑产生的行星 利用经向中性风对地磁暴的响应展开了相应研究。 际激波在某种程度上来说，可以算是最为极端的太 因此准确获取中性风场的幅值及方向对于更好地理 阳活动表现，普遍认为，太阳耀斑中的大部分能量由 解和研究热层动力学有着重要意义。但目前关于行 行星际激波分散到太阳风和其行进路径里的天体 星际扰动和低热层中性大气风场之间的讨论分析仍 ［１］ 中 。因而行星际激波作为日地空间环境中传输 然尚不多见，国内相关分析就更加少见。本文着重 能量的重要载体，也一直受到广泛关注。行星际激 讨论了２０１１年１１月２８日晚行星际扰动对于风场 波与热层的相互作用可以对热层的空间环境产生剧 行为的影响，对于 ＯＩ５５７．７ｎｍ辐射的高度约为 ［４］ 烈影响，各高度的热层中性大气对行星际磁场的变 ９７ｋｍ 的风场行为产生变化的原因进行了初步 ［２］ 化也有着不同时间尺度以及运动方式的响应 。 分析。 ［５］ 高层大气不仅影响生活环境和地球气候，同时也成 Ｒｅｅｓ和 Ｇｒｅｅｎａｗａｙ 在 １９８３年提出多普勒成 为航空航天等活动必须考虑的环境因素，因此在最 像系统（ＤｏｐｐｌｅｒＩｍａｇｉｎｇＳｙｓ