陸成寬

7月1日，筆者從中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心獲悉，我國自主研發(fā)的電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”首次在電離層對Pc1地磁脈動實現(xiàn)了南北共軛觀測。來自該中心的高精度磁強計研制團(tuán)隊利用磁場和電場數(shù)據(jù)以及歐洲空間局Swarm衛(wèi)星和地磁臺站觀測，對波動的特性和產(chǎn)生機制進(jìn)行深入研究。相關(guān)研究成果發(fā)表于《地球物理學(xué)年鑒》上。

Pc1地磁脈動是指頻率在0.2～5赫茲的低頻波動，與地磁活動密切相關(guān)，最易發(fā)生在磁暴恢復(fù)相期間，與空間的電磁離子回旋波（EMIC）相對應(yīng)。1936年在地磁數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)Pc1地磁脈動以來，科學(xué)家對Pc1地磁脈動的起源和傳播途徑進(jìn)行了大量觀測研究。“受限于空間觀測位置，以及EMIC（Pc1）波動傳播過程中在電離層波腔內(nèi)的極化反轉(zhuǎn)、頻率反射以及回旋吸收等作用，磁層中激發(fā)的EMIC（Pc1）波動如何傳播到地面這一問題尚無定論?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅锌圃簢铱臻g科學(xué)中心研究員李磊說。

在2018年8月27日磁暴恢復(fù)相期間，“張衡一號”在電離層內(nèi)依次飛越南北共軛區(qū)域時，觀測到Pc1波動。得益于“張衡一號”電磁場的聯(lián)合觀測，研究確定Pc1地磁脈動以阿爾芬波的形式注入到南北電離層，并呈混合偏振狀態(tài)。通過比對等離子體層頂?shù)奈恢茫芯咳藛T推測，磁暴恢復(fù)相期間，等離子體層頂向外移動，赤道環(huán)電流中能離子注入，引起冷等離子體不穩(wěn)定性而激發(fā)EMIC波動。該EMIC（Pc1）波動沿磁力線向南北高緯區(qū)域到達(dá)電離層，在電離層波腔內(nèi)傳播并被多個地面臺站觀測到。

李磊表示，這次觀測為Pc1理論提供了直接的觀測證據(jù)，“張衡一號”將為地球空間環(huán)境研究提供更多有價值的數(shù)據(jù)。