电离层暴时响应的区域差异

The effects and mechanisms of the ionospheric responses to magnetic storms have always been the hotspots of ionospheric space weather. Many investigations of typical space weather events show significant regional differences of the ionospheric storm-time effects. This project takes the regional differences of the ionospheric storm-time responses as the key point, and we will explore the regional differences at different latitudes, longitudes and altitudes with case study and statistical analysis in terms of ground-based and satellite ionospheric data. The regional differences between different longitudes/sectors and topside/bottomside ionosphere are focused on research. We want to find out the drivers of the regional differences by exploring the effects of disturbed electric fields in the low-latitude ionosphere. Through the implementation of this project, it is expected that we will acquire more distinctive features of regional differences of the ionospheric storm-time responses. Our understanding of the characteristics and mechanisms of the ionospheric storm-time effects will be expanded and we can describe the morphology of the ionospheric storms more clearly.

磁暴事件中电离层的响应特征及作用机理一直是电离层空间天气的研究热点。对典型空间天气事件的研究显示电离层的扰动响应存在显著的区域差异。本项目以电离层暴时响应的区域差异为切入点，拟综合地基与天基探测的多重观测数据，结合典型个例事件及统计分析的手段，考察磁暴事件中电离层不同纬度、经度乃至高度上暴时特征的差异，重点研究暴时中低纬不同经度扇区、顶部底部电离层的不同响应，深入分析产生响应差异的成因，并通过探究低纬扰动电场的作用，揭示电动力学过程对区域差异特征的贡献。期望通过本项目的实施，更丰富的掌握电离层暴时区域差异的显著特征、规律，拓展我们对中低纬电离层暴时特征的认知，强化对相关机理的理解，为进一步清晰地描绘电离层暴时形态提供助力。

磁暴事件中电离层的响应特征及作用机理一直是电离层空间天气的研究热点。对典型空间天气事件的研究显示电离层的扰动响应存在显著的区域差异。本项目结合地基、天基多种观测数据，结合特殊个例事件和统计分析，研究磁暴事件期间中低纬电离层不同经度（扇区）以及不同高度上暴时特征的差异，深入分析产生扇区差异和高度差异的成因，并探究扰动电场在上述区域差异中的作用及贡献。期望通过本项目的工作，更准确地掌握电离层暴时区域差异的显著特征，明确电动力学过程在其中的作用，从而拓展我们对中低纬电离层暴时形态和作用机理的认知。通过研究工作，取得了一系列研究成果：（1）对于磁暴事件期间，各个扇区特征差异和相似性并存，扰动电场的驱动作用相对较为显著，在磁暴各个阶段都可以起到不可忽视的作用；而对于地磁平静期间，各个经度扇区的差异性更为显著，而变化电场的驱动作用却并不突出，来自底层的潮汐作用可能起了重要的作用，甚至电离层的变化特征乃至特殊结构都集中反映在底部，这也体现本项目关注的高度特征差异；（2）磁暴期间不规则体结构出现更复杂的精细结构，并体现经度差异的特征；地磁平静期间，不同扇区的EIA（赤道异常结构）演化也呈现不同特征；（3）统计分析磁暴恢复相期间不同扇区赤道电离层电场变化表明，日间东向增强是赤道电场在磁暴恢复相后期的一种重要扰动形式，其主要引起低纬赤道双峰结构的增强。本项目按照计划书要求已完成研究目标，累计已发表项目相关标注SCI论文4篇，审稿中即将发表SCI标注论文2篇。