精细尺度极光动态的重建
摘要：一个高帧率、短基线的极光层面成像系统的可行性研究: 用于估计动态极光事件中沉降电子数通量谱的参数变化。感兴趣的是极光亚暴风的空间变化量级约为100m，时间变化量级约为10ms。这些尺度被认为是由近地球磁层中的色散阿尔芬波产生的。本文中描述的极光层面成像系统通过使用一组精确同步的地面相机对极光体积发射率进行重构，以估计电子沉降通量的峰值特征能量和垂直于地磁场方向的位置。随着观测基线的减小，层面成像的反问题变得高度病态；随着采样率的增加，信噪比会下降，同步要求变得越来越关键。我们解决这些挑战的方法是使用基于物理的极光模型来规范化观测不完整的垂直维度。具体而言，垂直维度是在一个低维基础上扩展的，该基础包括在沉降电子通量的预期能量范围内计算得出的特征曲线，而水平维度则保留了标准的正交像素基础。仿真结果显示，在Poker Flat Research Range的限制条件下，使用GPS同步的电子倍增CCD相机和通过提示性极光发射的宽带BG3光学滤波器，可以实现3km的基线，典型的特征能量估计误差小于30\%。
作者：Michael Hirsch, Joshua Semeter, Matthew Zettergren, Hanna Dahlgren, Chhavi Goenka, Hassanali Akbari
论文ID：1512.01460
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2016-04-20