双离子成分下的赤道电离层R-T不稳定性

摘要：

【摘要】等离子体R-T(Rayleigh-Taylor)不稳定性被认为是赤道夜间F区电离层产生不规则体的主要机制,经典理论中只考虑了氧离子一种正离子成分,等离子体R-T不稳定性的表达式与氧离子质量和密度无关.事实上,在有些情况下,电离层F区往往不仅仅只有一种正离子存在.本文利用连续性方程、动量方程和电流守恒方程,采用微扰方法,推导了双离子成分条件下,赤道电离层R-T不稳定性线性增长率的表达式,研究多种正离子成分对R-T不稳定性的影响.结果表明,双离子成分下线性增长率与两种正离子的数密度和质量都相关,增长率的大小依赖于两种正离子成分所占的比例.
【关键词】 R-T不稳定性；双离子；赤道扩展F；增长率；
【基金】国家重点基础研究发展计划项目资助(2011CB811406)

引言：

【引言】等离子体不稳定性过程对电离层不规则体的形成和演变起着至关重要的作用, 而产生的这些不规则体可以造成卫星信号的幅度和相位的闪烁, 即电离层闪烁. 电离层闪烁通常在赤道区最为严重, 其常与赤道扩展F (E S F ) 现象相关联 , 一般认为赤道扩展F 起因于等离子体中的R 一T (R ay lei g h-T ay lor )不稳定性川. 在日落之后, 太阳极辐射引起的光电离源消失, 使F层底部比上部复合要快, 其结果是,在F 层底部形成更大的、方向向上的电离密度梯度,由于这种电离密度梯度与重力方向相反, 当界面受到微小扰动, 例如有重力波等扰动因素出现时“, 就有可能破坏原本的平衡状态, 导致R- T 不稳定性.更重要的因素是, 夜间电离层E 区不是完全的良导体,与白天相比, 带电电荷可以在E 区堆积, 这为赤道电离层R- T 的发生提供了良好的条件, 因此, 赤道电离层扩展F 往往出现在夜间.

作者：

李彩云；黄文耿

作者单位：

中国科学院空间科学与应用研究中心；