孙文杰-JGR-SP:2023年12月1日地磁暴期间
等离子体大幅上漂引发的区域电离层超级泡
2024-06-15
2023年12月1日地磁暴期间，东亚/东南亚区域发生了一次反季节性的赤道等离子体泡事件，引起了从赤道到中纬度的强振幅闪烁。孙文杰等人基于多个仪器在大纬度和大经度区域的观测，研究了该超级等离子泡的空间特征，并揭示了其形成及发展机制。这一研究不仅提高了我们对赤道等离子体泡的理解，也为未来地磁暴期间电离层异常的预测提供了新的思路。
研究人员通过多种仪器的综合观测，分析了该超级EPB的空间特征。尽管此次地磁暴的强度不大（最低SYM-H指数为-132 nT），但EPB在磁赤道上以约470米/秒的速度快速上升，并扩展到超过40°N的高纬度地区。在纬向方向上，EPB覆盖了约95°E至140°E的特定区域，该区域的当地日落时间与行星际磁场（IMF）Bz分量向南转折的时间大致吻合。
研究发现，在超级EPB形成前，在磁赤道上观察到显著的向上等离子体漂移速度，最高达约110米/秒。这一现象可能增加了瑞利-泰勒不稳定性的增长率，导致超级EPB的生成。显著的漂移很可能是由于IMF Bz急剧向南转折引起的东向穿透电场（Penetration Electric Field, PEF）所致。磁暴开始的当地时间和磁暴主要阶段期间IMF Bz向南转折的持续时间可能部分决定了EPB的发生区域和纬向覆盖范围。
这一发现不仅有助于更好地理解赤道等离子体泡的形成机制，还对卫星通信和导航系统在地磁暴期间的性能优化具有重要参考价值。他们计划继续深入研究不同强度地磁暴对电离层的影响，以便更准确地预测和应对未来的空间天气事件。
