????中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)雷久侯教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所樂(lè)新安研究員和美國(guó)麻省理工Haystack觀象臺(tái)張順榮研究員等國(guó)內(nèi)外合作者,利用中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)自主構(gòu)建的北斗同步衛(wèi)星信標(biāo)全國(guó)電離層綜合觀測(cè)網(wǎng),結(jié)合“子午工程”三亞非相干散射雷達(dá)觀測(cè)與數(shù)值模擬,揭示了“2024年5月超級(jí)磁暴”期間我國(guó)扇區(qū)電離層準(zhǔn)周期的異常擾動(dòng)現(xiàn)象及其物理機(jī)制。相關(guān)研究成果以“Interplay of Gravity Waves and Disturbance Electric Fields to the Abnormal Ionospheric Variations During the 11 May 2024 Superstorm”為題,發(fā)表于地學(xué)國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《AGU Advances》,并被該雜志主編Alberto Montanari在AGU出版的科學(xué)快訊雜志EoS上撰文推介。
????磁暴是太陽(yáng)爆發(fā)引發(fā)的典型空間天氣現(xiàn)象,會(huì)導(dǎo)致地球空間環(huán)境劇烈的變化,如人類肉眼可見(jiàn)的極光現(xiàn)象,并對(duì)航天器飛行、無(wú)線電通信導(dǎo)航等產(chǎn)生顯著影響?!?024年5月超級(jí)磁暴”是近20年來(lái)最強(qiáng)地磁暴,地磁擾動(dòng)指數(shù)Dst低至-400 nT以下,大量太陽(yáng)風(fēng)與磁層能量注入地球大氣,引發(fā)電離層環(huán)境劇烈擾動(dòng),在我國(guó)北京、漠河等地均觀測(cè)到絢麗的極光。
????電離層是距地面約80-1000公里高度受太陽(yáng)輻射部分電離的大氣區(qū)域。因此,電離層電子密度/總電子含量(TEC)隨太陽(yáng)輻射一般呈現(xiàn)白天高、夜間低的周日變化規(guī)律,同時(shí)受地磁場(chǎng)影響在中低緯呈現(xiàn)出經(jīng)典的雙駝峰赤道電離層異常(EIA)結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)利用中國(guó)科大自主建設(shè)的北斗同步衛(wèi)星信標(biāo)全國(guó)電離層綜合觀測(cè)網(wǎng),發(fā)現(xiàn)“2024年5月超級(jí)磁暴”期間我國(guó)扇區(qū)電離層TEC出現(xiàn)顯著異常變化:經(jīng)典EIA結(jié)構(gòu)消失,TEC呈現(xiàn)明顯的準(zhǔn)周期波動(dòng)特征。
????研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合“子午工程”三亞非相干散射雷達(dá)觀測(cè)與數(shù)值模擬,進(jìn)一步深入揭示了磁暴期間極區(qū)能量注入激發(fā)的大氣重力波對(duì)熱層風(fēng)場(chǎng)的調(diào)制作用,以及其與行星際磁場(chǎng)多次轉(zhuǎn)向引發(fā)的磁層穿透電場(chǎng)、擾動(dòng)動(dòng)力學(xué)電場(chǎng)的相互作用過(guò)程,他們共同作用形成了超級(jí)磁暴期間我國(guó)扇區(qū)電離層特殊異常變化。

圖.2024年5月11日超級(jí)磁暴期間中國(guó)科大自主建設(shè)的北斗同步衛(wèi)星信標(biāo)網(wǎng)觀測(cè)到東經(jīng)110°不同緯度的TEC變化和“子午工程”三亞非相干散射雷達(dá)反演的經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)(南向?yàn)檎┖痛怪钡入x子體漂移(向上為正)變化
????該研究成果基于我國(guó)自主觀測(cè),深入揭示了極端空間天氣事件影響電離層的物理過(guò)程,為理解極端空間天氣事件對(duì)地球空間環(huán)境的影響及提升空間天氣預(yù)報(bào)精度提供了重要科學(xué)依據(jù)。
????論文第一作者為中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)黃福慶副教授,通訊作者為中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)雷久侯教授和中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所樂(lè)新安研究員。該成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委卓越創(chuàng)新群體(基礎(chǔ)科學(xué)中心)、中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及中國(guó)科大青年創(chuàng)新重點(diǎn)基金等項(xiàng)目資助。
論文鏈接:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024AV001379
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