基于IRIS与极光联测的高纬电离层宇宙噪声吸收机制的研究

分析比较南极成像式宇宙噪声接收机（IRIS）与2种波段（630.0nm和557.7nm）极光光学观测数据的时空相关性，研究南极中山站不同磁地方时区间内沉降粒子的能谱特征及其对IRIS吸收与极光活动的影响，同时考虑高能谱段沉降粒子对D层碰撞频率的驱动，研究其影响宇宙噪声吸收的物理机制。本研究旨在探索不同磁地方时对应的不同磁层源区的沉降粒子引起IRIS吸收的物理机制,这将有助于我们进一步理解极区电离层对空间环境响应的物理过程。

在磁层－电离层能量耦合过程研究中，极区的粒子沉降对能量耦合过程的影响是非常重要的。在本课题中，对极区电离层参量以及同地成像式宇宙噪声吸收与极光多波段联合观测这一重要的观测手段进行了集中的研究。主要从以下三个方面开展了极区宇宙噪声吸收机制的研究.1). 地磁活动对极区电离层电子密度的影响.研究不同地磁活动条件下极区电离层实测结果与模式预测的符合情况，分别对磁静和磁扰条件下与模式与实测值进行了比较，考察不同季节电离层模式的适用情况。利用沉降粒子能谱模型分析讨论了二者差异的内在物理过程。 .2). 宇宙噪声吸收推算方法的研究；.基于南极中山站宇宙噪声接收机的观测数据，提出了一种新的计算静日曲线（QDC）的方法。该方法考虑了地磁活动，人为电磁干扰对QDC生成结果的影响；同时引入滑动中值平滑和傅立叶变换优化最终的QDC数据。将新方法得到的QDC与国际上近期最新提出的一种QDC计算方法进行了对比。结果表明，利用新的计算QDC的方法得到的宇宙噪声吸收能更准确的反应宇宙噪声的空间二维变化的精细结构。.3). 宇宙噪声吸收静日曲线和极光观测相关性的研究。.报导了2012年7月12-14日太阳活动期间，中国南极中山站成像式宇宙噪声接收机的观测结果。利用两种不同静日曲线推算方法对此次太阳活动事件中的宇宙噪声吸收进行了分析比较。结果表明，两种不同的静日曲线推算方法生成的Keogram总体呈现相似的变化特征，对强吸收区域上述两类Keogram都能得到一致的反映。但对于弱吸收区域而言，基于最新提出的静日曲线方法得到的Keogram能较好表现吸收区域轮廓并反映其空间变化特征。与同地的极光Keogram比较结果也支持了上述观点。.综上，本项目基本上按照预定的研究计划进行了探索性的研究工作。研究了沉降粒子影响极区电离层电子密度的物理机制，探索了沉降粒子引起宇宙噪声吸收和同地极光的二维动态变化图样相关性的物理过程,提出了一种新的计算宇宙噪声静日曲线的方法。这些结果有助于我们进一步理解极区电离层对空间环境响应的物理过程。