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极区中层顶区域“过冲”现象若干问题研究

淡修库  
【摘要】: “过冲”现象是指人们利用电离层加热实验装置,研究PMSE区域的性质对电子温度变化的效应时观测到的一种现象,观测发现在加热阶段,雷达回波强度大幅削弱或者消失,当停止加热的瞬间雷达回波强度将出现明显的阶跃反弹而强度更大,随即缓慢衰减。目前对“过冲”现象中尘埃粒子的充电研究不仅实验测量比较少,而且理论研究也非常匮乏,因此在理论方面研究加热状态下尘埃粒子是否被充电具有重要的科学意义。 作为开展论文研究的基础,本文首先介绍了PMSE的相关知识,PMSE发生的背景条件,中层顶带电冰晶粒子形成的客观条件:中层大气的温度和湿度,介绍了PMSE出现率的规律性变化,以及火箭探测到的PMSE环境特征。 然后根据Shukla的尘埃等离子体充电理论,建立尘埃充电方程,并推导出每个尘埃粒子所带电荷与尘埃半径比值的表达式,另外根据发生PMSE现象时进行的火箭探空ECT02实验,得到电子密度、尘埃电荷数密度和温度等参量的数据。当我们研究加热状态下的PMSE现象时,假定电子温度远高于离子温度,计算出尘埃粒子的带电荷数与半径的比值;然后和电子温度没有升高前每个尘埃粒子所带电荷与尘埃半径的比值做了比较,结果表明尘埃粒子在“过冲”现象中带电荷数增多,受到电子的充电再充电。最后通过欧姆加热理论结合ECT02试验反演得到加热时的温度、电子密度和尘埃电荷数密度的变化,重新对每个尘埃粒子所带电荷数与半径的比值作了计算,发现两种算法的结论趋于一致,均发现加热使尘埃粒子所带电荷数增多。 最后我们根据加热时推算出来的电子数密度剖面和尘埃粒子带电荷数的变化,定性分析了“吞噬”效应对“过冲”现象的影响。


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1 淡修库;极区中层顶区域“过冲”现象若干问题研究[D];西安电子科技大学;2008年
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