磁層甚低頻發射

簡介

磁層中除由雷電輻射產生的哨聲外，還存在一些天然的和受其他電磁波觸發的甚低頻電磁波。這些電磁波的頻率範圍與哨聲相近，但出現的持續時間和頻率－時間關係卻多種多樣，從持續時間只有幾分之一秒的離散型到持續幾十分鐘以上的寬頻帶連續發射型，統稱為甚低頻發射。

內容

在離散型甚低頻發射中，準周期型的電波(如合聲)由從10赫到 5千赫的許多頻率的上升調和下降調疊加而成，多發生在等離子層外的日照面赤道附近。觸發離散型（如受哨聲觸發）發射，頻率與哨聲的頻率範圍相同，最常見的發生在哨聲的上截止頻處/2為哨聲傳播路徑頂點的電子迴旋頻率)。它有上升調也有下降調,形狀很不規則,在等離子層頂附近出現最多，有時還有準周期型的觸發發射。在高、中緯度地區，大功率電力網的高次諧波也在磁層觸發甚低頻發射，在沿等離子層頂內側能觀測到在這些高次諧波上疊加有上升調或下降調的離散型或準周期型的觸發發射，它與合聲不同之處是依附在工頻的高次諧波上。受人工發射機信號觸發的甚低頻發射,依賴於發射信號的脈衝寬度、頻率和功率，也依賴於電離層與磁層的條件。在適當的條件下,僅有100瓦的奧米加導航電信號也能觸發甚低頻發射。

在寬頻帶連續型甚低頻發射中，等離子層嘶聲的頻率為10赫～5千赫,在等離子層頂和等離子層內能觀測到。極光區嘶聲的頻率從幾千赫至 100千赫。它們和上述受觸發的離散型有明顯的準相干波列不同，嘶聲表現為非相干的,類似於隨機噪聲的寬頻特性,極光區嘶聲發生在極光區上空2000公里附近，與極光的出現有很大的相關性。此外，還有一種在地面上接收不到、但在衛星上能接收到的高於電子迴旋頻率的右旋非常波模電磁波，因為頻率高於哨聲模電磁波，稱為高通噪聲。它是地球發出的、波長為千米數量級的無線電輻射，又稱地球千米輻射。

磁層是能譜寬廣（從等離子層內部幾個電子伏的低能粒子到輻射帶中高達幾百兆電子伏的高能粒子）的空間電漿，在磁層中存在電漿不穩定性，甚低頻發射正是這些不穩定性所激發的電磁波。這是60年代以來的新發現（見磁層電磁波）。通過實驗證實，在近赤道平面區由捕獲的高能粒子與波產生的迴旋共振不穩定性產生觸髮型甚低頻發射；大功率電力網激發的甚低頻發射，引起捕獲粒子的投擲角散射，從而使高能粒子沉降；人工發射信號受波與粒子的相互作用後被放大達30分貝等現象，推動了理論的發展。

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