Two types of ionospheric disturbances in the auroral region

The EISCAT data are used to confirm the important role of precipitation particles in the ionization rate in the auroral region. The height range of the effective ionization is quite different for particles with different energies. On the other hand, an enhancement of magnetospheric convection often results in decreasing of electron density, N , in the F layer. During January 28￣29,1985, the disturbed profiles of N were very typical, in which N m(E layer) N (F layer) and N decreased with height above 147 km. This phenomenan is caused by both energetic particles and intensive convection. During the period of February 16￣17, 1993, however, the N (F layer) increased extremely, while N (E layer) remained low. This is also a typical profile, but is opposite to the former one. In this case,the particles with lower energy (<1 keV) in the magnetosheath enter directly the high latitude ionosphere through the cusp,and can contribute significantly to the F layer ionization content.

极隙区极光粒子沉降对电离层影响的模拟研究

利用一维自洽的时变极区电离层模型,研究极隙区极光粒子沉降对极区电离层F层电子密度影响的时变过程。假设一维时变电离层模型描述的磁流管中F层等离子体在对流作用下经过极隙区,随对流路径的不同,磁流管在极隙区经历的时间不同,以此考察极光粒子沉降作用下电离层随时间的演化过程。数值计算结果表明,当磁流管在极隙区停留的时间足够长,F层电子密度能显著增大。然而在磁流管经历极隙区实际时间较短的情况下,极隙区极光粒子沉降对F层电子密度的影响并不大。本文还给出了统计对流模型作用下磁流管在经历极隙区时,有沉降粒子作用和没有沉降粒子作用两种情况下,F层等离子体的时间变化过程的差异。

高纬电离层特性的实例研究

本文利用EISCAT雷达资料讨论磁层-电离层耦合的高纬电离层效应。研究表明,即使在夏季极昼情况下,磁扰期间的磁层过程对高纬电离层形态的影响也远大于太阳紫外辐射的作用。高能粒子沉降使电离层E层的电子密度大大增加;而磁层对流速度变大会使F层内电离复合加强。因而,磁扰时经常出现n_e(E层)>n_e(F层)的情况。此现象不仅与宁静时完全相反,而且与中低纬电离层形态变化也有很大差别。

太阳风-磁层-电离层耦合过程中的能量收支

太阳风向磁层-电离层(Magnetosphere and Ionosphere,MI)系统输入能量,而输入的能量随后在MI系统中消耗.本文从能量守恒原理出发,讨论太阳风-磁层-电离层(SMI)耦合过程中的能流路径和能量收支的定量关系.主要讨论9个问题:(1)太阳风向MI系统的能量输入,(2)MI系统对能量输入的响应,(3)环电流的能量消耗,(4)极区电离层焦耳加热的能量消耗,(5)极光粒子沉降的能量消耗,(6)磁尾能量的消耗、储存以及返回下游太阳风,(7)平静期间的能量积累与释放,(8)能量在不同能汇中的分配,(9)评价能量函数的准则和方法.

极隙区粒子和电流的观测和研究

处于高纬向日面的极隙区是太阳风能量、动量和质量可以直接进入地球磁场并到达地球的近地空间的区域。本文简要介绍了极隙区的观测和研究，综述了极隙区的粒子沉降、场向电流、等离子体对流和电离层电流的特征。

极光区电离层扰动的两种类型

本文从ＥＩＳＣＡＴ探测资料分析确认，沉降粒子对极光区电离层的电离生成率有极重要的作用，但高能和低能粒子的有效电离高度范围完全不同，另一方面，磁层对流的增强却常使Ｆ层电子密度Ｎ下降，１９８５年１月２８～２９日期间出现Ｎ（Ｅ层）Ｎ（Ｆ层），且１４７ｋｍ以上Ｎ随高度增加而下降的典型扰动剖面。这是高能粒子和强磁层对流共同作用的结果。１９９３年２月１６～１７日期间，中午前后ＮｍＦ异常地增大，而Ｎ（Ｅ层）却无明显变化。这是与前者特征不同的另一类典型剖面。

EISCAT雷达观测到的极区电离层等离子体反常对流

综合分析EISCAT雷达与卫星当地测量数据 ,并利用磁层磁场模式对磁力线进行追踪 ,研究了发生在极光椭圆朝极盖边界附近电离层中 ,一例反常的背离太阳流动的强等离子体对流事件 ,及相关的太阳风 -磁层 -电离层耦合过程 .结果表明 ,磁暴期间IMFBz 指向南时观测到这一反常高速对流 ,及其相应的等离子体性态特征 。