多卫星联合观测地基VLF电磁信号在磁层中的传播路径

摘要

人工地基VLF电磁发射信号已经被很多近地卫星探测并研究.这些人工电磁波信号通过大气层,到达电离层和磁层,能够散射被束缚在地磁场中的高能电子,进而引起电子沉降到更低的大气层中,因此,能够帮助减轻粒子辐射对飞行器和宇航员的伤害.低轨太阳同步轨道DEMETER卫星和近地椭圆轨道Van Allen Probes卫星的发射，提供了准确研究这些电磁信号在磁层中传播的机会。在此工作中，利用了这两颗不同轨道类型的卫星观测了信号的统计结果。构建了人工地基VLF发射信号(NWC, NPM, NTS, NDT, NAA,HWU, GQD, DHO, NLK, NLM)在电离层、磁层中的传播路径。利用DEMETER卫星，确定了信号在近地空间南北半球共扼点的分布;利用Van Allen Probes卫星，确定了信号在子午面上赤道附近的分布。联合两种卫星观测数据给出的信号分布，可以描述出整个信号在空间电离层和磁层中的分布轮廓。利用波传播模型进行数值模拟，与卫星数据观测进行对比检验。研究这些信号的传播模式属于哪种。从观测结果来看，可以明显的发现，大部分信号是不沿着磁力线传播的。在这10个地基观测站中，源纬度较低的信号的共扼信号分布在更高的纬度，而源纬度较高的信号的共扼信号分布在更低的纬度。从子午面上赤道上空的信号分布来看，信号在赤道附近偏离磁力线的强度变大。通过地面人工VLF电磁信号在磁层中的传播路径的研究，为电离层扰动观测在地震预测预报中应用的工作提供技术支撑和理论方法指导，具有重要意义。