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2020 年 07 月 07 日 星期 放大 缩小 默认  

中科院团队研究揭秘“张衡一号”卫星如何观测到地磁脉动

孙自法

  近日,记者从中国科学院国家空间科学中心获悉,该中心空间天气学国家重点实验室科研团队历经1年多研究,初步揭晓中国电磁监测试验卫星“张衡一号”2018年8月如何首次在电离层对Pc1地磁脉动进行南北共轭观测。

  中科院国家空间科学中心介绍,Pc1地磁脉动是指频率在0.2~5赫兹(Hz)的低频波动,与地磁活动密切相关,最易发生在磁暴恢复相期间,与空间的电磁离子回旋波(EMIC)相对应。自1936年在地磁数据中发现Pc1脉动以来,科学家对Pc1脉动的起源和传播途径已进行大量观测研究,但受限于空间观测位置,以及EMIC(Pc1)波动传播过程中在电离层波腔内的极化反转、频率反射以及回旋吸收等作用,磁层中激发的EMIC(Pc1)波动是如何传播到地面的这一疑问,目前尚无定论。

  在2018年8月27日磁暴恢复相期间,“张衡一号”卫星在电离层内依次飞越南北共轭区域时,观测到Pc1波动。中科院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室苟晓晨、李磊、张艺腾、周斌等科研人员,利用“张衡一号”高精度磁强计、电场仪数据,并结合蜂群(Swarm)卫星和地磁台站观测,对波动的特性和产生机制进行深入研究。

  结果表明,“张衡一号”卫星观测的Pc1波动位于注入源区附近,以阿尔芬(Alfvén)波的形式在南北电离层传播,呈混合偏振。比对等离子体层顶的位置,科研团队推测,磁暴恢复相期间,等离子体层顶向外移动,赤道环电流中能离子注入,引起冷等离子体不稳定性而激发EMIC波动。该波动沿磁力线向南北高纬区域到达电离层,在电离层波腔内传播并被多个地面台站所观测到。这项研究为Pc1传播理论提供了直接的观测证据。

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