全球地球空间模型中的阿尔文波式热层上升
摘要：超低纬通道近地轨道观测到的小尺度（约1km）的场向电流（SSFACs），被解释为电离层阿尔费文谐振模式，这激发了研究阿尔费文波能量沉积对热层上升和近地轨道附近空气密度增强的影响。通过CHAMP卫星在约400km高度附近常见观察到这种密度增强。现有的热层经验模型无法预测出这种现象，而且这种现象与观测到的SSFACs有很强的相关性。我们开发了一个基于CHAMP数据约束的阿尔费文波电场高度依赖的参数化模型，并将其嵌入了NCAR耦合磁层-电离层-热层（CMIT）模型的朱勒加热模块中。然后，利用CMIT模型模拟了2003年3月26-27日地球经历的一次行星际流相互作用区域（SIR）的地球空间响应。在400km高度的热层质量密度的CMIT诊断结果显示：1）没有考虑阿尔费文朱勒加热的CMIT通常低估了CHAMP的轨道平均密度；包括阿尔费文加热后，CMIT对密度的轨道平均预测略有改善（几个百分点），特别是在SIR事件的活跃期间。2）在靠近超低纬通道加热区域的附近，加入阿尔费文加热后，CMIT对瞬时密度的预测改善较为显著（高达15%），而MSIS经验热层模型在这种情况下无法捕捉到这种特征。通过行星共转和中性风的作用，超低纬通道区域阿尔费文加热引起的热层密度变化（20-30%）会零星地出现在极区。
作者：Benjamin Hogan, William Lotko and Kevin Pham
论文ID：2010.11587
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2021-01-06