在日落后赤道擴(kuò)展F（ESF）發(fā)生時，低緯地區(qū)的電離層相干散射雷達(dá)經(jīng)常觀測到E區(qū)回波消失或者谷區(qū)（150 公里高度）回波出現(xiàn)，早期學(xué)者將這兩種現(xiàn)象都?xì)w因于ESF產(chǎn)生的極化電場沿著磁力線map到低緯的結(jié)果。然而問題是ESF產(chǎn)生的極化電場為何能發(fā)揮雙重作用，既抑制E區(qū)回波的出現(xiàn)，又能觸發(fā)谷區(qū)回波的產(chǎn)生？

　　2009年2月，中科院地質(zhì)與地球物理研究所在三亞建成了我國大陸首臺VHF電離層相干散射雷達(dá)。利用該相干散射雷達(dá)觀測的不規(guī)則結(jié)構(gòu)回波數(shù)據(jù)，該所地磁與空間物理研究室李國主副研究員與寧百齊研究員等發(fā)現(xiàn)在日落ESF期間，E區(qū)不規(guī)則體回波的被削弱和谷區(qū)不規(guī)則體回波的觸發(fā)這2種現(xiàn)象能同時出現(xiàn)（如圖1）。基于雷達(dá)干涉分析方法研究不同高度不規(guī)則結(jié)構(gòu)的東西向漂移速度，發(fā)現(xiàn)谷區(qū)不規(guī)則結(jié)構(gòu)的漂移特征類似于F區(qū)不規(guī)則結(jié)構(gòu)。

　　他們提出低緯同時觀測的E區(qū)回波消失和谷區(qū)回波出現(xiàn)可能歸因于赤道等離子體泡（EPB）的分裂。在赤道等離子體泡狀結(jié)構(gòu)分裂時，東向、西向泡狀結(jié)構(gòu)內(nèi)不同向的極化電場沿磁力線耦合到低緯谷區(qū)、E區(qū)，通過梯度漂移不穩(wěn)定性分別觸發(fā)和抑制谷區(qū)、E區(qū)不規(guī)則體的產(chǎn)生，從而造成雷達(dá)觀測的谷區(qū)/E區(qū)不規(guī)則體回波的出現(xiàn)/中斷（圖2）。

　　本研究首次將赤道等離子體泡分裂的概念引入到赤道、低緯電離層E區(qū)、谷區(qū)和F區(qū)不規(guī)則體的耦合研究中，成功解釋了三亞以及低緯其他相干散射雷達(dá)在ESF期間觀測到的E區(qū)不規(guī)則體回波消失和谷區(qū)不規(guī)則體回波出現(xiàn)的現(xiàn)象。

　　該項(xiàng)研究成果近期發(fā)表在國際知名地球物理研究期刊Journal of Geophysical Research上（Li et al. Investigation of low‐latitude E and valley region irregularities: Their relationship to equatorial plasma bubble bifurcation. Journal of Geophysical Research. 2011, 116, A11319, doi:10.1029/2011JA016895）。

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　　圖1：2011年3月8，16，20和4日三亞VHF相干散射雷達(dá)觀測的高度-時間-強(qiáng)度(HTI)圖

來源地質(zhì)與地球物理研究所)