武业文 刘瑞源 张北辰 胡红桥 慈颖 姜明波 吕建永

研究论文

极区电离层在磁坐标系下的世界时变化特征研究

武业文1刘瑞源2张北辰2胡红桥2慈颖3姜明波4吕建永1

(1南京信息工程大学数学与统计学院, 空间天气研究所, 江苏 南京 210044;2中国极地研究中心, 极地科学重点实验室, 上海 200136;3北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100089;4北京应用气象研究所, 北京 100000)

利用太阳活动低年2007—2010共计4年的COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate satellite)掩星观测数据, 在修正地磁纬度-磁地方时标系下(地磁坐标系), 计算了极区电离层平均电子含量(mPEC)表征极区电离层的世界时(UT)变化特征。结果表明地磁坐标系下南北极区电离层UT变化特征明显, 主要是由于极区的太阳光致电离区域随UT变化所致。以mPEC表征的极区电离层电子密度UT变化规律呈正余弦型, 在南北极约有12小时的相位差; 南极的UT变化强度要大于北极, 约是北极的2~3倍, 这些特征主要归因于地理轴与地磁轴的夹角在南极大于北极。通过与地理纬度-地方时坐标系下mPEC的UT变化特征对比, 发现地磁坐标系下的UT变化强度更大, 原因是地磁坐标系下极区电离层的UT变化是太阳光致电离叠加水平输运调制共同作用的结果, 而地理坐标系下极区电离层UT变化主要由水平输运产生。

极区电离层 总电子含量 世界时变化 水平输运

0 引言

电离层的世界时(UT)变化, 通常将其定义为电离层参数在某一固定纬度不同经度的均值的日变化[1]。它是一种真实存在的电离层特征, 在电离层数值模拟及建立经验模型时都必须予以考虑[2], 而且它在研究电离层中物理与化学过程、电离层与其他圈层耦合关系等方向都是十分重要的[2-3]。……