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

作者：刘默然; 周晨; 王翔; 黄建; 赵正予; 张援农

来源：地球物理学报, 2017, 60(11): 4377-4389.

• 参量衰减不稳定性
• 朗缪尔波
• 离子声波

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.

• 出版日期2017
• 单位武汉大学