抽象性
显示数据研究结果 高纬度电离层 突发变换太阳风动态压力 使用超双极光雷达网发现在静默电离层条件期间,当动态压力发生变异时,雷达反向散射量增加,增压和减压都同时增压和增压并显示初步结果
开工导 言
已知太阳风动态压力变异会影响从太阳风向磁层电离层系统的能量和动量转移就此而言,两个重要因素是上升时间和压力扰动持续时间短升时间强瞬扰动在磁层和电离层都观察到,直到确定磁对接边界新位置(例如,[一号,2))另一方面,压力扰动持续时间决定效果是局部性还是全局性3..持续时间足以吞没太阳风高压大片磁层时,压力变异可引起典型的全球地磁场强度增高,以同步轨道测量,赤道和中纬度测得,平方和中纬度测得,通常称为uddenCivitment或uddenime常指压力变异本身为SI, 从现在开始我们将使用这个符号
从太阳风向磁层和电离层转换SIs时可能巨大,特别是当行星际磁场有负值时 组件.Boudouridis et al展示[4计算多项压力变异的地理有效性之比,即双极帽最大静电潜在差(DMSP电离层卫星测量)和由太阳风驱动的跨磁层潜在差(以太阳风电场生成)和磁层因压力脉冲变化之差之差之比PCCP常被视为太阳风和磁层电离层系统之间传能的好代理5..发现地球效率或太阳风磁圈电离层相联效率与IMF负压变换期间可增加约80% .此外,一些案例研究显示,即使是IMF 正数,突发压力变异会有利于极点重连进程并刺激极点注入能量6,7..当前工作旨在从统计学角度描述SIs通过超双极光雷达网测量对高纬度电离层的影响8,九九..超DARN雷达基于相联反射线:射线信号反射电离层密度异常超DARN雷达同时并持续监控两个半球高纬度电离层,检测沿16个方向(波束)和沿每波束75个射程门反射信号,总视域约为52摄氏度
Auroraloval向下纬度扩展常在压力变异后观测到(例如Zhou和Tsrutani[10:这意味着粒子降水量增加并修改电离层密度降水波及电离层从数百公里到几米的每一种空间梯度,从而也波及雷达反向散射(例如Villain等[11))行星间驱动电波对雷达回波的影响最近得到调查(例如Ballatore等)。[12万事通野和格罗科特13))回声活动与IMF之间的良好关联 显示太阳风电场(或重连速率)此外,全球散射水平似乎在亚暴发前最大化,而在夜端电离层中,延展回转至~70度磁度极值下降,雷达回波移至下游
Coco等前工作[14CO2005报告北半球超DARN回波计及从1997年11月至2000年9月178事件更详细说来,作者发现在低电离层活动期间(按AE索引水平监测)回声增加与太阳风电压增强密切相关SIs数据库现已扩展至2004年底,包括南半球雷达数据内段2简单回顾Co2005使用的分析技术,并加新特征和Cection2.1北半球和南半球新扩展数据库结果描述首例尝试用统计方式评价CPCP新事件集3关于分析技巧和初步结果描述Discussion and conclusions are presented in Section4.
二叉数据库分析法
从ACE数据中选择约300事件压力变换(2000年10月至2004年12月),特征如下:(1)太阳风动态压力约常数至少30分钟 去哪儿 , 平均动态压力 30分钟周期 标准偏差)(2) NPA,哪里 即压跃式跳转(正或负)3级 分钟内 上升(下降)时间加压跳转
选择标准旨在隔离清晰压力变异,其持续时间足以对磁层-电离层系统产生全局效果:压力中断平均以速度流转 千米/秒覆盖80至120 30分钟内(点1), 并用全磁层闭塞交互其余标准(点2和3)经仔细检查压力变化初步大数据库后任意选择,并代表典型震荡限值
事件分二类增加和减少太阳风动态压力, 并取并检查IMF所有可用数据 和太阳风参数2小时上项研究中,对每项事件CO2005计算延迟计算从WIND位置传播地球中心 去哪儿 空间飞行器沿GSM定位 方向分析 组成太阳风速度沿同方向在此基础上,他们定义预期事件时间为 .需要记住延迟计算一号)不甚精确,因为从L1传到地球的压力中断可能产生传播效果正因如此,对延迟时间进行了更好的评价,查看靠近地磁赤道5个地基磁计的响应一分钟解析数据从这些站都经过视觉检查,当显性SI效果时(单调增减 构件检测时效果起始时间 .否则 计算方式同一号)使用ACE数据替代WIND
测地SI效果可能由作用叠加产生,视电离层、磁层和太阳风各种条件而定因此,将事件归为子集是合理的,研究对每个事件回声响应最相关参数分组事件为Aurorel电喷射索引,由Davis和Sugiura介绍15监控极光现象和广度磁层子暴我们为每个事件搭建数据库,由(1)一小时AE索引(含1分钟解析度)数据居中 和(2)超DARN数据时段2分解析法 从所有可用雷达NH和SH
等一等 并 中位 时间平均AE 标准偏差计算 分钟间隔约 .自然选择 分钟间隔扩展10分钟 允许余下不确定性 判定性我们定义如下:i)静默事件:事件满足下列条件之一(1) NT(2) NT和 .二)扰动事件:事件满足下列条件之一(1) NT(2) NT和 .三)中间事件:事件满足下列条件之一(1) NT和 ,(2) NT和 .
上头中间类目的清晰分离静默并扰动事件传导正因如此中间事件42(24Is和18Ds)不包含在下列分析中
CO2005分析细节描述数据库中的每一事件均计算分层率时间函数,即2分钟时间箱中检测回声数的百分率和事件一小时间回声总数排除地面散射回声并保留电离层回波,信号对噪比大于6db,事件总回波数大于5000平均散射速率即时间函数为子集事件构建,简单像单事件集中事件数的平均值-RS CO2005第3节)通过标准偏差 MRS区域 2分钟时间箱统计错误 中位 表示事件数集,并关联到每个文件箱的MSS
2.1.Echoes统计结果
表内一号统计信息汇总超DARN覆盖量小于SHN,从事件和回波总数中可见一斑,所有子集几乎都在SH中半分况且,人们可以注意到D数几乎是I数的一半产生自压力下降现象自然本身:压力扰动常受太阳风冲击前端驱动,前方压缩等离子体,留下广片稠密等离子体后方,时空轮廓不均整洁锐锐锐结果是剧烈降压比增压少RS定义和MSs适当显示统计结果,而不管相位数和事件不同极少回波事件对统计影响过大的风险当然存在:正因如此,设定5000回波阈值以接受或放弃事件,这似乎是合理的,因为NH平均回波数约40000次,SH20000次
图一号mRS显示扫描时间函数 .为静默事件传导 匹配 .图解1(a)并1(c)指NH,而图1(b)并1(d)指SH图解1(a)并1(b)指Is图1(c)并1(d)公元前MRS趋势显示两个半球回声明显上升,Is和Ds都开始接近 更显眼的SH
(a)
(b)
(c)
d)
图2显示相同数量扰动事件安排与图态相同一号.集集扰动事件远非同质化静默事件集:它出自定义和结果 仔细检查单事件微信系统趋势更难解读和理解NH显示MRS上升趋势对Is和Ds都显示,从4-5分钟后开始 .SH中无法从数据推断出清晰趋势
(a)
(b)
(c)
d)
3级跨极帽潜力
高纬度CPCP图使用Ruohoniemi和Baker技术计算16极帽潜在轮廓通过球口扩展获取,系数通过测得超DARN视觉速度最小适配度判定数据覆盖率低的ar缺失,数据取自Ruohoniemi和Greenwald经验模型17RG96已被放入地图RG96模型包含对超DARN多年对流速度测量的超时序分析并平均提供电离层对流图片视IMF方向和强度函数模型适配用法在Shepherd和Ruohoniemi中得到了广泛解释18号:测量向量中添加的模型向量数是约束空间网中方形相容扩展最小值空间分布测速比单纯数据点数更为重要:电离层对齐性使战略区域少点(例如对流细胞的喉或通量逆向点)常比单对流单元核心集中的点密度分布更好地重构整个潜在模式
测试模型数据对测量数据权重,为数据库的每一项事件生成25对流图:一图使用ACE的IMF数据 并获取IMF固定值,以便在所有RG96对映模型的不同实例中都下降面向每次扫描 事件编号 平均值 和标准偏差 计算超过25CPC集 )计算地图等一等 位数 e 或 .if 最少70 扫描中 事件 被看做是好的仅表示速度分布足够高,计算出CPCP可靠:数据支配模型
新事件集 生存自上标 5CPC+25删除(3最小值2最高值)和新平均值 并错误 计算结果面向一组 事件总算可计算平均CPCP 表示 : .相关错误使用标准传播公式获取19号..
3.1.CPCP统计结果
表22汇总数据库特征后按上述标准严格选择事件数和回响应数对所有子集都大为减少,因此无法完全排除一或几例特定案例对统计有影响。再者回声和事件分布多年来不再同质化(表不显示),季节性效果也可能发生然而,在可识别清晰趋势子集中,对单事件仔细检查确认总趋势
图3显示平均CPCP 函数扫描时间 For静默事件图3(a)NHs图3(b)shs图3(c)指NHDs和图3(d)sds使用NH最清晰行为显示为:PCP平均增量2.5kV与SIs事件完全相关;SHD行为最清晰行为显示为SHD行为显示为:PCP紧接后开始增量 逐步化
(a)
(b)
(c)
d)
图4显示相同数量扰动事件安排与图态相同3.无法从数据推断出清晰趋势:CPCP高变量,曲线中没有可与SI相联的特定变化 .
(a)
(b)
(c)
d)
4级讨论和结论
结果静静似乎确认前Co2005结果,高压脉冲撞击磁场时 快速压缩MHD波发[20码)产生田线共振,诱发F区软粒子降水并随之增加电离层异常和MRS反之,由磁层SIs诱发的粒子失常所困电子降水也可推算MRS增量
从扩展数据库显示的有趣的新结果是两个半球回声平均增长静默Ds集成似乎证实了Araki的假设2太阳风动态压力突然下降应引起磁层和电离层同量电流系统突增:陆基高纬度磁计通常显示电离层电流结构对数特征,由 Alfven波与地磁场对齐并全时对称方向流(时态或逆时态)取决于局部时间和压力脉冲性质很少有研究减少太阳风压力:Araki和Nagono21号显示Araki模型与压力增减一致,Takeuchi等[22号,23号发现D或多或少触发同源流系统,尽管如此,从压力不连续向电离层转移能量都发生相同情况,能够振奋地拉动波和电流团:结果观察电离层异常平均增加
关于扰动事件集和新结果显示无雷达回波下降证据 Co2005报告:高活动段电离层常受地磁暴和子暴波影响,这样SI的发生便有可能隐蔽作用中的其他现象某些行为可隔离化时,反射量增加(NHIS和Ds)。必须指出的是,IMF选择事件 或时钟角)尚未新建数据库举例说,CO2005发现IMF所有回声行为都强 正像人们所期望的那样负值,因为从太阳风向磁层和电离层转移的能量量较大,IMF面向此方向未来研究还有可能合并Co2005数据库和当前协同工作数据库,以便至少覆盖一个完整的太阳周期并允许测试回声响应函数
不幸的是,当人们尝试考虑CPCP时统计量急剧下降,因为可靠评估量需要极佳数据覆盖尽管如此,还是取得了令人鼓舞的初步结果,证实CAP因压脉冲而增加静默事件传导光风向磁层和电离层增转效应在SIs期间可能被遮蔽
感知感知
作者想感谢N.奈斯和德mcomas使用ACE磁场仪表和太阳风实验数据CDAWEB团队地球磁学世界数据中心京都提供AE索引和赤道磁图北半球和南半球超DARN雷达首席调查员这项工作得到意大利国家南极研究方案项目2004/7.1和2004/7.2的支持I.Coco感谢南极研究科学委员会通过ScAR2007-2008研究金方案提供财政支助ASI部分支持这项工作5/07/0SistemaSerale