利用FY-3(D)卫星电离层光度计数据反演电离层O/N2
2021-04-08王大鑫付利平王天放窦双团
王大鑫,付利平,江 芳,贾 楠,3,4,王天放,3,4,窦双团
1.中国科学院国家空间科学中心,北京 100190 2.中国科学院大学,北京 100049 3.天基空间环境探测北京市重点实验室, 北京 100190 4.中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室, 北京 100190
引 言
远紫外气辉是波长范围为100~200 nm的大气自然光谱辐射,电离层中主要中性成分O,N2,O2在远紫外波段均有特征光谱,因此远紫外气辉可用来获取电离层环境参数[1]。由于地球大气对远紫外光谱具有强烈的吸收作用,因此在卫星上对远紫外进行遥感监测时,地球复杂背景大气的影响可以忽略不计[2],可以说,远紫外遥感探测是获取热层中性成分密度的强有力手段之一。
利用远紫外气辉OⅠ 135.6 nm和N2LBH来反演白天电离层O/N2的方法首先是由Strickland等提出的[3],他们证明了垂直柱密度之比O/N2与天底观测的OⅠ 135.6 nm和N2LBH的强度之比成正比。而O相对于N2的变化情况可以反映热层的状态[3],因此常将O/N2作为电离层、热层受扰动的标志,所以O原子135.6 nm和LBH带远紫外气辉遥感探测对于监测热层空间环境的变化情况显得尤为重要。目前,国际上对远紫外电离层、热层遥感探测从20世纪70年代就开始了,具有代表性的载荷包括:由中国台湾和美国合作研发的COSMIC卫星上搭载的微型电离层光度计TIP[4],搭载在美国国防气象卫星DMSP上的紫外光谱成像仪SSUSI[5],搭载在TIMED卫星上的全球紫外成像仪GUVI[6],以及分别于2018年1月和2019年10月成功发射的全球尺度临边天底观测任务GOLD[7]和电离层连接探测器任务ICON[8],它们都是目前电离层远紫外遥感探测领域的重要载荷,通过探测OⅠ 135.6 nm和N2LBH带来实现对O/N2的实时监测是这些载荷的重要探测目标。……
