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“张衡一号”卫星如何观测到地磁脉动

发布日期: 2020-07-10 阅读次数:
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记者71日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”20188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0.25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。

2018827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。

“张衡一号”星载高精度磁强计由中科院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室自主研发,这一重要研究成果的论文,近日已在国际学术期刊《地球物理学年鉴》(Annales Geophysicae)发表。


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