(通讯员:陈罡)基于子午工程相干散射雷达和全天空气辉成像仪的观测数据,星空游戏(StarSky Sports)官方网站地球与空间科学技术学院陈罡教授团队关于赤道等离子体泡(EPBs)与小尺度场向不均匀体(FAIs)关联性研究取得重要进展,相关成果以“Why Do Small‐Scale Irregularities Migrate Beyond the Equatorial Plasma Bubble?”为题,在线发表于国际地学顶级期刊 Geophysical Research Letters(《地球物理研究快报》)上。并在“第二十一届全国日地空间物理学术研讨会”中被评为优秀论文。地球与空间科学技术学院博士研究生贾渊琳和陈罡教授为共同第一作者,陈罡教授为通讯作者,星空游戏(StarSky Sports)官方网站地球与空间科学技术学院为第一署名单位。
低纬度地区的场向不均匀体被认为是赤道等离子体泡中包含的小尺度等离子体结构。在前人的研究中认为,由于梯度漂移不稳定性的影响,使得场向不均匀体通常位于泡的中心耗尽区和西墙。但在一些案例中也有部分不均匀体被观察到出现在气泡外部,其可能的原因尚未得到分析或讨论。
团队基于子午工程低纬地区的海南相干散射相控阵雷达以及曲靖、崇左、富克和漳州4部全天气辉成像仪,在2023年11月4日12:30-15:30 UT期间分别观测到了一组F区场向不均匀体和赤道等离子体气泡自西向东漂移 (图1)。经过两类设备的比对观测,发现大多数场向不均匀体位于赤道等离子体泡内,一些则位于泡外。

图1. 富克站气辉图像与海南相干散射相控阵雷达回波的比对观测 (下);相邻气泡之间的静电重连示意图 (上)。
有两种可能的机制可以解释泡外出现的场向不均匀体回波。首先,相邻赤道等离子体泡的倾斜方向不同,导致了在等离子体泡 6和5之间产生静电重连,使得泡内等离子体沿着静电重连中的E×B等离子体流移动到气泡外的区域,表现为高度上视距速度相反的回波。其次,由于向西倾斜气泡中的向上的电场分量会使东墙等离子体向西移动,导致气泡东墙的高密度梯度区(极化电场)向泡外延伸,驱动部分不均匀体位于等离子体泡 3东墙之外。
这项研究对不均匀体和赤道等离子体泡进行了区分并开展了比对研究,揭示了二者在空间分布和时间持续性上的差异,为我们理解泡内小尺度不均匀结构的产生、发展和耗散提供了一些全新的认知。
该研究获得国家自然科学基金和子午工程的支持。
论文链接: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL114399
(审核:熊超 编辑:熊壮)