火星顶层电离层中O$^+$的季节性、太阳天顶角和太阳通量变化
摘要：使用来自MAVEN的中性气体和离子质谱仪（NGIMS）的观测数据，我们表征了火星顶层电离层中O$^+$峰值和O$^+$/O$\_2^+$比值的季节性、太阳天顶角和太阳辐射变化。我们发现O$^+$峰值位于220-300 km之间，并在大约恒定的大气中性压力水平（10$^{(-8.7\pm0.4)}$ Pa）处形成。O$^+$峰值高度在交替区域附近随着太阳天顶角的增加而降低，并在一个火星年周期内以正弦波的方式变化，振幅为26 km，这是对变化的太阳辐射的响应。O$^+$峰值高度在北半球冬至和火星近日点附近达到最大值。白天侧的O$^+$峰值密度平均值为(1.1$\pm$0.5)$\times$10$^{3}$ cm$^{-3}$，对于天顶角小于约90°的情况下没有与之相关的关系，并且主要由热层中的O/CO$\_2$比值控制，这与光化学理论的预测一致。在O$^+$峰值上方，白天侧电离层中的O$^+$/O$\_2^+$比值接近一个恒定值1.1$\pm$0.6，随着太阳天顶角的增加而减小，并在较短时间尺度上具有很高的变化性。我们讨论了为什么火星的O$^+$峰值与火星上的主要峰（M2峰）有所不同，却与地球上的F2峰相似。
作者：Zachary Girazian, Paul Mahaffy, Yuni Lee, Edward M. B. Thiemann
论文ID：1810.08160
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2019-05-29