日側彌散極光特性及其物理機制研究

《日側彌散極光特性及其物理機制研究》是依託同濟大學，由韓德勝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：日側彌散極光特性及其物理機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：韓德勝
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

彌散極光一般出現在磁地方時午夜-正午的極光卵低緯側。在輸入到極區的極光總能量中一半以上與彌散極光有關。受觀測條件所限，以往彌散極光研究主要針對夜側展開。基於黃河站長期連續觀測，我們發現在日側扇區亦存在有非常豐富的彌散極光。本項目擬充分發揮中國北極黃河站在日側極光觀測上的地理優勢，利用長期連續觀測數據，結合雷達和衛星觀測，對日側彌散極光展開系統研究。將統計研究在不同MLT、不同太陽風、行星際磁場條件下日側彌散極光的形態及分類；對比日側、夜側彌散極光的差別，討論其隨太陽活動、地磁活動的變化關係；聯合磁層、電離層衛星觀測，分析日側彌散極光的粒子源區，以及磁層亞暴在日側彌散極光產生中的作用。

結題摘要

受觀測條件所限，以往針對彌散極光的研究主要集中在夜側，缺乏對日側彌散極光的系統研究。在本項目支持下，項目組成員圍繞日側彌散極光，取得了多項創新性研究成果，部分成果處國際領先水平。首先，利用黃河站極光觀測首次完成對日側彌散極光的系統研究，對日側彌散極光進行了分類和統計研究。在此基礎上發現並定義了一種新型極光結構——喉區極光。該成果[Han et al., 2015]被美國《地球物理學報》（JGR）選為2015年第9期封面文章，並受到國際同行的高度評價。隨後，針對喉區極光展開詳細研究，確定了產生喉區極光的粒子來源於磁鞘[Han et al., 2016]；詳細研究了喉區極光的動態特徵[Chen et al., 2017]及觀測統計特徵 [Han et al., 2017a]。其中，喉區極光統計結果表明其產生過程極可能是磁鞘中局地產生的高速流與磁層頂作用的結果。該成果再次被JGR選為2017年第2期封面文章。近期，Han et al. [2017b]又發現在磁正午附近存在兩種動態特徵明顯不同的彌散極光，利用最新MMS衛星和地面聯合觀測數據，確定了其中一種的產生與磁層內冷電漿有關，而另一種與從磁鞘滲透進入磁層的相對較冷的電漿相關。綜上所述，在本項目支持下，我們的研究極大地拓展和加深了人們對日側彌散極光認知。