大功率高频电波加热电离层中参量衰减不稳定性研究(2):EISCAT实验观测

摘要：

本文利用欧洲非相干散射雷达协会(European Incoherent Scatter Scientific Association,EISCAT)的两次加热实验诊断数据,基于我们在文章(1)中建立的数值模型,定量分析了实验过程中出现参量衰减不稳定性(Parametric decay instability,PDI)的物理过程.分析结果如下:(1)通过对两次加热实验数据的分析,均观测到了增强的等离子体谱线(HFPLs)和离子声波谱线(HFILs),谱线的频率和加热电波频率满足频率匹配条件,表明电离层加热过程中参量衰减不稳定性的激发.(2)通过对加热电波反射区电子密度和离子密度模拟数据的谱分析,可以清晰发现与实验结果相符的朗缪尔波和离子声波.实验1观测到的离子声波谱线频率为8.8 kHz,而模拟得到的离子声波在5～6 kHz,实验2观测到的离子声波谱线为7.1 kHz,而模拟得到的离子声波频率在5.5～6 kHz,模拟结果与实验观测比较一致.(3)实验观测和模拟结果均表明,在参量衰减不稳定性激发过程中,加热电波频率(fh)与等离子谱线频率和离子声波谱线频率(fia)并不是简单匹配,实验1观测到的等离子体谱线频率为fh-3fia,实验2观测到的等离子体谱线增强频率为fh-fia和fh-3fia.这一结果表明在加热过程中出现了多次参量衰减的现象,从而为朗缪尔湍流的激发提供了条件.

关键词：参量衰减不稳定性、朗缪尔波、离子声波

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分类号：P352(空间物理)

资助基金：国家自然科学基金面上项目41574146;国家高技术研究发展计划项目2014AAxxx1010A,2015AAxxx1010A

在线出版日期：2017-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：4377-4389