《電離層離子上行與大磁暴環電流O+離子來源途徑》是依託武漢大學，由馬淑英擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：電離層離子上行與大磁暴環電流O+離子來源途徑
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：馬淑英
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大磁暴期間電離層離子外流與磁層環電流O+離子的來源/進入途徑，雖經多年研究尚未完全搞清楚，是國內外關注的焦點科學問題。本項目從磁層-電離層-熱層耦合的視野，探索暴時環電流O+離子來源途徑與傳輸/加速機制。搞清暴時電離層離子強上行源區的位置及場/粒子/波動特徵；研究來自較低緯度電離層（包括極光橢圓赤道邊界附近及更低緯度區）上行離子傳輸途徑與加速機制；揭示暴時等離子層-電離層全球擾動與環電流建立過程的關係；尋找暴時環電流O+可能的磁層既在源；辨識內磁層中不同起源的電場與豐富的ULF波動對氧離子加速與傳輸進入環電流的作用。本項目將層析反演技術用於磁層高能中性原子多衛星立體成像數據以獲取環電流離子能譜的三維空間分布及其演化，獨具特色。該項目研究對於深入認識磁層-電離層耦合過程具有重要科學意義。
結題摘要
大磁暴期間磁層環電流O+離子的來源/進入途徑，雖經多年研究尚未完全搞清楚，是國內外關注的焦點科學問題。本項目從磁層-電離層-熱層耦合的視野，探索暴時環電流O+離子來源途徑與傳輸/加速機制。實現了由衛星零級原始數據把ENA-H和ENA-O分離；在國內外首次將體像素CT技術套用於磁層能量粒子發射反演問題，提出並論證了磁層ENA發射CT的概念，基本原理與公式；發展了由多顆衛星ENA二維圖像反演獲取內磁層能量氧離子全球三維分布的方法與計算機實現，驗證了方法的可信性與有效性；首次得到暴時內磁層能量氧離子的三維全球分布及其隨磁暴相位的變化；協同分析輻射帶衛星RBSP-A/B，Swarm星座，DMSP衛星系列的當地測量數據，發現了一些新現象，比如鄰近大磁暴主相在午夜至黎明非常靠近地球的赤道區出現富氧離子內環（O+/H+通量比值達1.30），發現與富氧離子內環相聯繫的中緯O+沉降，以及沉降鄰區亞極光電離層離子上行，觀察到在L=2.5~5.0廣大區域暖O+離子和RC低能段O+離子雙向沿場強通量，並呈現周期性增強的空間色散能譜，以及相近周期的磁場和電場漲落，意味著暖O+離子由電離層向RC的直接輸運，以及ULF波對環電流O+離子的共振加速。識別出ULF波對磁暴主相的迅速增長起重要作用，而電磁離子迴旋EMIC波則主要影響大磁暴的衰減過程。探尋暴前環電流氧離子的磁層既在源和頂部電離層氧離子上行源區取得有意義的結果。達到了預期研究目標，初步解開大磁暴環電流O+離子來源途徑之謎。
