亞暴期間亞極光區極化流的觀測與數值模擬研究

《亞暴期間亞極光區極化流的觀測與數值模擬研究》是依託武漢大學，由王慧擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：亞暴期間亞極光區極化流的觀測與數值模擬研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王慧
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

利用電離層、磁尾區域衛星和地面雷達站的協同觀測，結合數值模擬，研究亞暴期間亞極光區極化流（SAPS）的空間結構、時間演化及其形成機制。具體包括：分析獲得亞暴期間SAPS特徵參數（位置、幅度及發生頻率）的長期和季節變化特徵，理解SAPS隨亞暴發展的演化過程，確定亞暴脈動電場和對流電場對於形成亞極光區極化流的相對重要性；弄清亞暴磁尾動力學過程（如脈動電場加速和驅動等離子片粒子入射等）與亞極光區極化流形成的聯繫，這有助於我們深入理解內磁層-電離層的粒子、動量和能量耦合過程；改進和完善已有的內磁層-電離層模式，使其能正確模擬亞暴期間亞極光區電離層電場結構，以增強我們對內磁層電場的模式化和預報能力。

結題摘要

利用頂部電離層DMSP衛星觀測數據分析了亞極光區極化流（SAPS）發生率隨季節和世界時的變化規律，比較了亞暴、對流電場、電離層電導率對SAPS影響的相對重要性；研究了磁暴和非磁暴期間SAPS發生時間與亞暴相的關係，SAPS發生位置和速度大小隨亞暴相發展的時間演化過程；協同內磁層區域Cluster衛星分析了非磁暴期間發生在亞暴期間的SAPS事件；利用RAM模型對亞暴期間發生的SAPS事件進行模擬，並與觀測值進行了對比，討論了模型不足之處，並提出改進方法；對SAPS期間電離層-磁層昏側-子夜前亞極光區電勢隨磁緯和磁地方時的空間分布進行了經驗建模；提出一種新的極光橢圓極側邊界處電漿高速流的產生機制，並利用數值模擬和觀測數據進行了驗證；統計學研究了SAPS對熱層中性風的影響及其隨季節變化的規律，定量得到SAPS離子通量與熱層緯向風的關係，探討了兩者關係全球不對稱性的原因；分析了SAPS對電離層電漿上行的季節影響，討論了亞極光區電漿上行的觸發機制，該研究對於深入認識內磁層-電離層-熱層耦合過程具有重要的意義。