In this project, we aim to experimentally study the generation mechanism of the plasma irregularities in the boundary layer of ionospheric depletions. Inhomogeneous plasma layer of ionospheric depletion will be simulated using scale method in our newly-built experimental devices "Keda Space Plasma EXperiment(KSPEX)". We plan to artificially control the strength of the free energies, such as the electron density gradient and sheared E×B flow, to excite those plasma instabilities that observed in the boundary layer of ionospheric depletions. These plasma instabilities including the electron-ion hybrid instability, lower hybrid drift instability, K-H instability, and inhomogeneous energy density driven instability will seed the plasma irregularities in the simulated ionospheric depletion. These irregularities will be detected using the electrostatic probe array, electromagnetic probe array, energy analyzer and so on. The fluctuation scale and spectrum information can be obtained through analyzing the experimental data. Finally, these experimental results will be compared with the relevant observation and numerical simulation data and expected to shed light on the generation mechanism of the plasma irregularities in the boundary layer of ionospheric depletions.
本项目将基于自主设计建造的“科大空间等离子体实验装置(KSPEX)”利用实验室等离子体研究电离层空洞边界层等离子体不规则体的激发机制。通过控制密度梯度、剪切E×B流等自由能强度,主动激发电子离子混杂(EIH)不稳定性、低混杂漂移(LHD)不稳定性、KH不稳定性及非均匀能量密度驱动(IEDD)不稳定性等多种电离层空洞边界层存在的等离子体不稳定性;并通过设计制作静电探针、电磁探针和能量分析仪阵列等仪器探测不同等离子体不稳定性激发的不规则体尺度与色散关系;最后通过进一步和空间观测和数值模拟结果比对,揭示电离层空洞边界层等离子体不规则体的激发机制。
电离层空洞是一种主动扰动电离层的方法,对国防军事安全具有重要意义。本项目基于自主设计建造的“科大空间等离子体实验装置(KSPEX)”利用实验室等离子体研究了电离层空洞边界层等离子体不规则体的激发机制。通过设计多种等离子体调控方法,控制密度梯度、剪切E×B流等自由能强度,从而主动激发了电子离子混杂(EIH)不稳定性、KH不稳定性及非均匀能量密度驱动(IEDD)不稳定性等多种电离层空洞边界层存在的等离子体不稳定性,并通过静电探针阵列探测这些不同等离子体不稳定性激发的不规则体尺度与色散关系;最后通过进一步和空间观测和数值模拟结果比对,揭示了EIH模式在电离层空洞边界层等离子体不规则体的激发机制。项目发表标注SCI论文13篇,其中第一标注论文7篇,同时,依托本项目还研发亲电子释放等原创技术,申报发明专利2项,圆满完成既定研究内容,达到了结题条件。
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数据更新时间:2023-05-31
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