電離層人工改性迴旋加熱機理與影響研究

《電離層人工改性迴旋加熱機理與影響研究》是依託復旦大學，由付海洋擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：電離層人工改性迴旋加熱機理與影響研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：付海洋

項目摘要

採用地面大功率高頻電磁波設備HAARP對電離層進行人工改性，產生新的電漿層（Artificial Ionospheric layer），可改善高頻通信質量。人工電漿層，採用電子迴旋頻率多次諧波的加熱方式，產生能量超過中性氣體電離閾值的超熱電子。超熱電子的加速機制，與迴旋加熱和非線性共振作用密切相關。在電離層迴旋共振高度，電磁波通過參量不穩定性激發次級電磁發射，可直接用來診斷電子加速機制。採用多維動力學模型，研究電子迴旋加熱共振機制中的非線性物理過程。闡述參量不穩定性產生波恩斯坦坦波/高頻混雜波對電子的加熱機理。同時，研究電離層人工改性產生的非線性現象對電磁波傳播和散射產生的影響。本課題形成研究電離層小尺度擾動產生機理及其影響的系統和理論，為人工電離層改性實驗提供參考。

結題摘要

本課題研究電離層磁迴旋加熱過程的基本問題電子加速機制，研究電磁波和電漿的非線性作用機制，小尺度電漿不規則體的激發機理及效應。 首先, 採用多維動力學模型，首次建立的電離層加熱受激四波參量不穩定性理論和二維動力學仿真模型，得到了受激電磁輻射拓展上行譜的主要特徵及激發閾值，研究了小尺度電漿不規則體的非線性發展過程, 揭示了高頻混雜波/電子伯恩斯坦波對電子的加熱機制，找到了實現電離層加熱電子的最優參數。其次，將電流密度卷積時域有限差分方法擴展到求解任意磁偏角電磁波在非均勻磁化電離層電漿中的傳播和共振吸收問題。研究不同極化和入射角度情況下,電磁波在磁化電漿中三種共振機制:電子迴旋共振，電漿朗繆爾共振和高頻混雜共振吸收機制。結果表明高頻混雜共振吸收在電離層加熱過程中的重要貢獻機制, 對於指導電離層加熱實驗設計具有指導意義。