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极光亮斑的可见光观测特征

胡泽骏  
【摘要】:极光卵是极光粒子沉降以磁极为中心在地球南北极地区形成的椭圆带状区域。沿着地球极光卵存在着以下几个主要的极光粒子沉降区域:2200MLT附近的极光亚暴活动区、1500MLT附近的极光热点(Hot Spot)、0900MLT以及正午附近极隙区极光。 极光亮斑是80年代末发射的Viking卫星在午后极光卵中发现的一种紫外波段的极光形态,表现为在午后极光卵规则排列的一系列空间尺度为50~200公里的亮斑,Lui等将其归因于低纬边界层内发生的Kelvin-Helmholtz不稳定性,而后粒子探测分析显示,粒子多数来源于等离子体片边界层。由于日侧极光卵上的太阳光反射,至今还没有关于极光亮斑的卫星可见光观测报道。 由于大气臭氧层对紫外光的吸收,地面无法开展极光的紫外光波段观测,至今没有极光亮斑的直接观测报道。本文利用极光粒子沉降的南北极共轭特性和日照在南北半球的季节性差异,发现并分析了两个极光亮斑的地面可见光与卫星紫外光共轭观测事件,首次揭示了紫外波段极光亮斑的可见光特征:北半球紫外波段极光亮斑,在南半球可见光波段表现为极光弧上的局部增亮的涡旋状结构。极光弧涡旋的极光强度高于其他部分强;涡旋会沿着极光弧向西或向东移动,存在的时间短暂,不超过一分钟。


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