化学复合率对激发赤道等离子体泡影响的数值模拟

本文模拟研究了背景电离层在一维和二维扰动下产生等离子体泡的过程,在模拟过程中引入行进式电离层扰动(traveling ionosphere disturbances,TIDs)模型激发生成电子密度的二维扰动,同时通过改变化学复合率来研究不同复合率对等离子体泡结构形态的影响.模拟结果表明,复合率对等离子体泡的生成速度有较大影响,复合率越大,激发等离子体泡所需时间越长.另外,在二维扰动情况下电离层生成等离子体泡的速度要比一维扰动情况下的速度慢.在一维扰动情况下,不同复合率对等离子体泡结构形态影响不大,而在TIDs激发的等离子体泡中,不同复合率对等离子体泡的结构形态有较大影响.在较小复合率的情况下,TIDs激发的等离子体泡可以产生分叉结构,并伴有大量小尺度的等离子体泡结构,同时模拟结果存在等离子体泡底部收缩现象.模拟结果还表明,当存在大量小尺度等离子体泡时,单个等离子体泡周围的极化电场方向在非线性的演化过程中可能会发生变化,因此并不是所有底部等离子体泡都能够抬升到电离层顶部,只有其周围极化电场方向一直是东向的等离子体泡,才能够进一步抬升到电离层顶部.