孟兴，方涵先，翁利斌，汪四成

解放军理工大学气象海洋学院,南京　211101



基于SAMI2模式的电离层加热模拟

孟兴，方涵先*，翁利斌，汪四成

解放军理工大学气象海洋学院,南京211101

通过在SAMI2模式的电子能量方程中添加人工加热项，数值模拟了在加热条件下磁场线上电子温度与电子密度的扰动情况，并对比了不同加热条件下的扰动效应.结果表明，入射到电离层中的大功率无线电波与等离子体相互作用，能够有效造成整条磁场线上电子温度的升高而产生电子温度扰动，尤其是加热点处，温度可增加3倍多；由于电子温度升高，压力平衡受到破坏，引发等离子体扩散进而导致电子密度扰动；电子密度扰动使得垂直于磁场线的电子密度梯度发生变化，这有可能形成电离层管(Ionosphere duct)；电子温度和电子密度的扰动幅度随着加热时间的推移而减小，即扰动逐渐趋于稳定.电子温度与密度的扰动与加热率存在一种非线性关系.

温度扰动；密度扰动；电离层管；等离子体扩散

1　引言

电离层是近地空间环境的重要组成部分，对其中传播的电磁波能造成多种效应，如散射、闪烁、吸收、法拉第旋转、延迟等，对广播、通讯、定位导航有着重要的影响.因此，电离层的状态在很大程度上决定了无线电通讯质量的优劣.“卢森堡效应”被发现以来，科学家们就已开始探讨利用大功率高频电波改变电离层的可能性.人们在关注太阳活动和磁层物理过程及其他自然现象对电……