項(xiàng)正， 林顯浩， 陳薇， 王勇， 陸鵬， 龔文穎， 馬文琛， 花漫， 劉陽(yáng)希子

武漢大學(xué)電子信息學(xué)院空間物理系， 武漢 430072

0 引言

地球輻射帶中充滿被地球磁場(chǎng)捕獲的高能粒子，通常分為內(nèi)帶、外帶以及二者之間的槽區(qū).外輻射帶(L=3～7)受太陽(yáng)活動(dòng)和地磁活動(dòng)影響會(huì)出現(xiàn)高度動(dòng)態(tài)變化(Xiang et al., 2017, 2018; Ma et al., 2020)，而內(nèi)輻射帶(L<2)相對(duì)穩(wěn)定.

在地磁活動(dòng)劇烈的時(shí)候，槽區(qū)和內(nèi)輻射帶會(huì)被注入高能粒子(Baker et al., 2007)，而地磁活動(dòng)恢復(fù)平靜時(shí)，槽區(qū)和內(nèi)輻射帶電子通量會(huì)緩慢衰減.多種空間波動(dòng)被認(rèn)為可以導(dǎo)致內(nèi)輻射帶和槽區(qū)高能電子損失，包括等離子體層嘶聲、磁聲波、閃電激發(fā)的哨聲波和地面人工甚低頻(VLF, Very Low Frequency)臺(tái)站發(fā)射的信號(hào)(Imhof et al., 1983; Abel and Thorne, 1998; Clilverd et al., 2004; Sauvaud et al.,2008; Graf et al., 2009; Agapitov et al., 2014; Li et al., 2015; Ma et al., 2016, 2017; Ni et al., 2017, 2019; Gu et al., 2020; Green et al., 2020; Claudepierre et al., 2020; Xiang et al., 2020a,b; Albert et al.,2020; Hua et al., 2020, 2021).人工臺(tái)站甚低頻(VLF)信號(hào)頻率范圍大多在18～27 kHz，主要用于潛艇通信，臺(tái)站站點(diǎn)通常覆蓋很大的區(qū)域面積，具有平方公里的量級(jí).對(duì)地面接收設(shè)備接收到的人工臺(tái)站VLF信號(hào)進(jìn)行分析，可研究太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)電離層的擾動(dòng)(Chen et al., 2016, 2017; 易娟等, 2019; Yi et al., 2020; Zhou et al., 2020).人工臺(tái)站信號(hào)在沿著地球-低電離層波導(dǎo)傳播的過(guò)程中，部分電磁波能量可以穿越電離層并泄露進(jìn)入內(nèi)磁層，在磁層中傳播并與電子發(fā)生回旋共振，引起高能電子沉降，是導(dǎo)致輻射帶高能電子緩慢損失的機(jī)制之一(Vampola and Kuck, 1978; Koons et al., 1981; Kulkarni et al., 2008; Ni et al., 2013, 2014; Ma et al.,2017; Meredith et al., 2019; Rose et al., 2019; Claudepierre et al., 2020; Albert et al.,2020; Fu et al., 2020; Cao et al., 2020).其中，位于澳大利亞的NWC臺(tái)站(19.8 kHz)和位于北美的NAA臺(tái)站(24 kHz)發(fā)射的信號(hào)，分別對(duì)內(nèi)輻射帶幾百keV電子和幾十keV的電子的沉降有明顯影響(Inan et al., 1985; Clilverd and Horne, 1996; Gamble et al., 2008; Selesnick et al., 2013; Cunningham et al., 2020).集中分析這兩個(gè)臺(tái)站信號(hào)的空間分布，對(duì)于進(jìn)一步分析人工VLF信號(hào)對(duì)輻射帶電子的散射作用有重要意義.

Ma等(2017)使用范阿倫A星的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)了10～60 kHz的VLF信號(hào)在L=1～3的分布模型，發(fā)現(xiàn)VLF信號(hào)主要集中在10～30 kHz，在低L-shell(L<1.7)，信號(hào)電場(chǎng)功率譜密度的峰值在19.8 kHz，而在高L-shell(1.7

之前的研究并沒(méi)有具體分析NWC和NAA這兩個(gè)重要臺(tái)站發(fā)射的信號(hào)在內(nèi)磁層中的全球分布的具體特征及其對(duì)季節(jié)的依賴性，因此本文選擇使用了范阿倫A、B雙星的數(shù)據(jù)，利用衛(wèi)星上EMFISIS(Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science)單元提供的高精度波動(dòng)數(shù)據(jù)開(kāi)展NWC和NAA臺(tái)站發(fā)射的VLF信號(hào)在空間中分布的研究，細(xì)致分析了這兩個(gè)臺(tái)站的信號(hào)在內(nèi)磁層中的空間分布、與季節(jié)和地磁活動(dòng)等的依賴關(guān)系及其統(tǒng)計(jì)幅值的大小.

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

2012年發(fā)射的專門探測(cè)地球輻射帶的范阿倫雙星，由A星和B星組成，兩顆衛(wèi)星有近似的運(yùn)行軌道和相同的探測(cè)儀器.其運(yùn)行軌道的傾角約為10°，近地點(diǎn)約為1.1RE，遠(yuǎn)地點(diǎn)約為5.8RE，軌道周期約為9 h，為統(tǒng)計(jì)研究人工VLF臺(tái)站信號(hào)在磁層空間的分布提供了高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù).本文的工作使用了EMFISIS單元中的高頻接收機(jī)(HFR, High Frequency Receiver)測(cè)量的高精度(burst mode)的空間電場(chǎng)數(shù)據(jù).HFR能夠提供10～487 kHz的電場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果，分為82個(gè)頻率段.本文采用了如下的統(tǒng)計(jì)方法：將地理經(jīng)度-180°～180°以1°為間隔均勻劃分，負(fù)值代表西經(jīng)，正值代表東經(jīng)；將地理緯度-90°～90°以1°為間隔均勻劃分，這樣就形成了1°×1°的二維的經(jīng)緯度網(wǎng)格.將臺(tái)站頻率對(duì)應(yīng)頻段的電場(chǎng)功率譜密度按采樣時(shí)刻的經(jīng)緯度劃分到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格中，在網(wǎng)格內(nèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)并對(duì)電場(chǎng)功率譜密度做平均，分別作為該網(wǎng)格的采樣點(diǎn)數(shù)和平均電場(chǎng)功率譜密度.MLT分辨率為1 h，L-shell分辨率為0.1.文中用到的L-shell是在IGRF+OP77Q模型下計(jì)算的，地磁指數(shù)來(lái)源于OMNIWeb數(shù)據(jù)中心(https:∥omniweb.gsfc.nasa.gov/form/dx1.html).

圖1給出了2013年12月27日范阿倫A星觀測(cè)到的人工VLF臺(tái)站信號(hào)示例圖.圖中從上到下分別是：Dst指數(shù)和AE指數(shù)、衛(wèi)星位置在等離子體層頂內(nèi)外的判斷結(jié)果、HFR測(cè)量的電場(chǎng)功率譜密度.世界時(shí)、磁殼值(L-shell，磁力線在磁赤道處到地心的距離與地球半徑的比值)、磁地方時(shí)(MLT)及磁緯度(MLAT)也被標(biāo)注在圖的下方.圖1a中藍(lán)色曲線表示的是Dst指數(shù)，該段時(shí)間的Dst指數(shù)范圍在0～20 nT，紅色曲線表示的是AE指數(shù)，AE指數(shù)一直在100 nT以下，可見(jiàn)該段時(shí)間的地磁活動(dòng)比較平靜.在等離子體層頂以外，存在合聲波的干擾(顧旭東等, 2017a,b; Meredith et al., 2019)，因此，本文僅提取在等離子體層頂以內(nèi)的人工臺(tái)站VLF信號(hào).圖1b展示的是判斷衛(wèi)星在等離子體層頂內(nèi)外側(cè)的結(jié)果，通過(guò)是否存在電子靜電回旋波(ECH Wave, Electron Cyclotron Harmonic Wave)判定(項(xiàng)正等, 2017).圖1c中，在世界時(shí)5時(shí)至9時(shí)HFR觀測(cè)到了較弱的ECH波動(dòng)，因此判斷此時(shí)衛(wèi)星位于等離子體層頂以外，該天其他時(shí)間位于等離子體層頂以內(nèi).圖1c展示的是該天HFR測(cè)量的10～30 kHz的電場(chǎng)功率譜密度，顏色表示電場(chǎng)功率譜密度的大小，單位是(V·m-1)2·Hz-1.圖中白線標(biāo)注出了電子回旋頻率，紅色虛線從上至下分別標(biāo)注了NAA和NWC臺(tái)站的發(fā)射頻率，這兩個(gè)臺(tái)站及在這兩個(gè)頻率段中的其他臺(tái)站的相關(guān)信息如表1所示.本文將等離子體層頂以內(nèi)NWC臺(tái)站和NAA臺(tái)站對(duì)應(yīng)頻率段的電場(chǎng)數(shù)據(jù)提取出來(lái)進(jìn)行兩個(gè)臺(tái)站信號(hào)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)分析.

圖1 2013年12月27日范阿倫A星觀測(cè)到的NAA和NWC臺(tái)站VLF信號(hào)示例圖Fig.1 The example of NAA and NWC transmitter VLF signals measured by Van Allen Probe A on December 27, 2013

表1 本文相關(guān)的臺(tái)站信息表Table 1 The information of the selected VLF transmitters

2 全球統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

使用第1節(jié)所介紹的方法，得到人工VLF臺(tái)站信號(hào)2013—2018年的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù).本節(jié)主要統(tǒng)計(jì)分析NWC和NAA臺(tái)站信號(hào)的全球分布規(guī)律，及其隨晝夜、季節(jié)和地磁活動(dòng)的變化.

2.1 VLF信號(hào)隨晝夜的分布規(guī)律

圖2是2013年至2018年期間，衛(wèi)星在不同的MLT區(qū)間觀測(cè)到的NWC和NAA臺(tái)站頻率所在頻率段的平均電場(chǎng)功率譜密度和采樣點(diǎn)數(shù)隨地理經(jīng)緯度變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我們將赤道處的觀測(cè)數(shù)據(jù)沿衛(wèi)星所在的磁力線分別投影到南北半球的地面高度.較大的子圖中顏色代表平均電場(chǎng)功率譜密度值的大小，對(duì)應(yīng)長(zhǎng)的顏色條；較小的子圖中顏色代表較大子圖中相應(yīng)位置采樣點(diǎn)數(shù)的多少，對(duì)應(yīng)短的顏色條.從左至右分別為衛(wèi)星全天、在夜側(cè)時(shí)(18∶00～06∶00 MLT)和在日側(cè)時(shí)(06∶00～18∶00 MLT)測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果.從上至下分別是衛(wèi)星觀測(cè)到NWC和NAA等臺(tái)站VLF信號(hào)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果.為了避免采樣點(diǎn)過(guò)少導(dǎo)致的結(jié)果異常，我們剔除了采樣點(diǎn)數(shù)小于100的結(jié)果.

在圖2a中，可以看到NWC臺(tái)站位置和地磁共軛點(diǎn)的地方有兩個(gè)明顯電場(chǎng)功率譜密度峰值，分布在南北半球.這里的地磁共軛點(diǎn)是經(jīng)過(guò)NWC臺(tái)站位置的磁力線和北半球地表的交點(diǎn).在兩個(gè)明顯峰值的左邊還有一對(duì)較小強(qiáng)度的對(duì)稱分布在南北半球峰值點(diǎn)，這是GQD臺(tái)站的信號(hào).NWC臺(tái)站和GQD臺(tái)站的位置及它們的共軛點(diǎn)都在圖中做了標(biāo)注.從圖2a可以看出，衛(wèi)星觀測(cè)到的VLF信號(hào)平均電場(chǎng)功率譜密度的形狀為以NWC臺(tái)站位置為中心的圓，峰值位于臺(tái)站處，隨著離臺(tái)站的距離的增加而減弱，影響范圍非常大.同時(shí)在GQD臺(tái)站及其共軛點(diǎn)也能觀測(cè)到較強(qiáng)的信號(hào)，但是相比于NWC臺(tái)站的信號(hào)較弱，影響范圍也較小.對(duì)比圖2b和c可以看出，夜側(cè)的電場(chǎng)功率譜密度明顯比日側(cè)強(qiáng)，夜側(cè)的強(qiáng)度約為日側(cè)的6倍.這是由于日側(cè)的太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，大氣電離程度較高，電離層的電子密度較大，電磁波不容易逸出，故衛(wèi)星觀測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度小；而在夜側(cè)則相反，日照弱，電離層電子密度低，VLF信號(hào)更容易穿透電離層進(jìn)入磁層，因此衛(wèi)星觀測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度大.圖2d的特征與圖2a相同，也能看到兩個(gè)明顯的臺(tái)站信號(hào)，從左至右分別為NAA臺(tái)站和DHO38臺(tái)站.DHO38臺(tái)站的信號(hào)強(qiáng)度與NAA臺(tái)站接近，覆蓋的地理范圍也接近.在圖2e和f中，平均電場(chǎng)功率譜密度的特征與NWC臺(tái)站的相同，夜側(cè)的電場(chǎng)功率譜密度明顯強(qiáng)于日側(cè)，峰值處夜側(cè)約為日側(cè)的3倍.圖2說(shuō)明了不同臺(tái)站VLF信號(hào)的強(qiáng)度和影響范圍差異很大，NWC臺(tái)站信號(hào)強(qiáng)度較大，主要集中在低緯度區(qū)域，NAA臺(tái)站的信號(hào)在高緯度的強(qiáng)度較大，同時(shí)在日夜側(cè)信號(hào)的分布強(qiáng)度也有顯著區(qū)別.在圖2e和f中，能看到NAA和DHO38臺(tái)站之外的另一對(duì)較小的峰值，其位置十分接近NWC臺(tái)站，這是因?yàn)樵谝欢l件下，NWC臺(tái)站的信號(hào)會(huì)引起頻譜的拓展，因此在高頻段也能觀測(cè)到(Xia et al., 2020).

圖2 不同MLT區(qū)間內(nèi)NWC(第一行)、NAA(第二行)臺(tái)站信號(hào)的平均電場(chǎng)功率譜密度(大圖)和采樣點(diǎn)數(shù)(小圖)隨地理經(jīng)緯度變化的統(tǒng)計(jì)圖，從左至右分別為全天、衛(wèi)星在夜側(cè)和衛(wèi)星在日側(cè)，其中數(shù)據(jù)沿衛(wèi)星所在的磁力線分別投影到南北半球的地面高度處Fig.2 Statistical distribution of the average signal electric field power spectral densities (larger panels) and sample numbers (smaller panels) of NWC (top row) and NAA (bottom row) transmitter signals as a function of geographic latitudes and longitudes on different MLT sectors (from left to right: all MLT, on the nightside and on the dayside). Note that the wave power is mapped to the magnetic foot point of the satellite alone the field line

2.2 VLF信號(hào)隨季節(jié)的分布規(guī)律

圖3是不同季節(jié)的人工VLF臺(tái)站信號(hào)電場(chǎng)功率譜密度和采樣點(diǎn)數(shù)隨地理經(jīng)緯度變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，格式與圖2相同.將每年4月到10月劃分為北半球的夏季，11月到次年3月劃分成北半球冬季(Ma et al., 2017).從左至右分別是夏季和冬季時(shí)衛(wèi)星觀測(cè)的VLF信號(hào)電場(chǎng)功率譜密度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果.對(duì)比圖3a和b可以看出，NWC臺(tái)站VLF信號(hào)夏季比冬季稍強(qiáng)，而GQD臺(tái)站信號(hào)冬季比夏季稍強(qiáng).這種現(xiàn)象的原因是：夏季時(shí)太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，大氣電離程度較高，電子密度大，電磁信號(hào)逸出較少；冬季時(shí)太陽(yáng)輻射較弱，大氣電離程度較低，電子密度較小，電磁信號(hào)更容易逸出，衛(wèi)星觀測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度大.NWC臺(tái)站在南半球，對(duì)應(yīng)的冬季是北半球的夏季，因此夏季時(shí)觀測(cè)到信號(hào)比冬季強(qiáng).對(duì)比圖3c和d，因NAA臺(tái)站和DHO38臺(tái)站均在北半球，衛(wèi)星在冬季時(shí)觀測(cè)到的這兩個(gè)臺(tái)站的信號(hào)均略強(qiáng)于夏季.

圖4是不同季節(jié)的NWC和NAA等臺(tái)站信號(hào)平均電場(chǎng)功率譜密度和采樣點(diǎn)數(shù)隨MLT(00∶00～24∶00)、L-shell(1

圖3 不同季節(jié)的NWC、NAA臺(tái)站信號(hào)平均電場(chǎng)功率譜密度和采樣點(diǎn)數(shù)隨地理經(jīng)緯度變化的統(tǒng)計(jì)圖Fig.3 Statistical distribution of the average signal electric field power spectral densities and sample numbers as a function of geographic latitude and longitudes in different seasons

圖4 不同季節(jié)的NWC(第一行)、NAA(第二行)臺(tái)站信號(hào)平均電場(chǎng)功率譜密度(大圖)和采樣點(diǎn)數(shù)(小圖)隨MLT和L-shell變化的統(tǒng)計(jì)圖，從左至右分別是全年、夏季、冬季和夏季與冬季分布?xì)w一化差分Fig.4 Statistical distribution of the average signal electric field power spectral densities (larger panels) and sample numbers (smaller panels) of NWC (top row) and NAA (bottom row) transmitter signals as a function of MLT and L-shell in different seasons (from left to right: all year, summer, winter, and the normalized differences between the distributions in summer and winter)

(1)

其中，PSDsummer表示夏季平均電場(chǎng)功率譜密度，PSDwinter表示冬季平均電場(chǎng)功率譜密度，通過(guò)值的大小可以看出夏季與冬季電場(chǎng)功率譜密度大小的差異.

在圖4a中，VLF信號(hào)主要集中在L<2的17∶00～09∶00 MLT區(qū)域，峰值出現(xiàn)在L=～1.4的22∶00～06∶00 MLT區(qū)域.在L>2，信號(hào)強(qiáng)度隨著L-shell的增加而減弱.日側(cè)的信號(hào)明顯比夜側(cè)弱，在11∶00～14∶00 MLT的信號(hào)最弱.對(duì)比圖4b和c可以看出，L<2的夏季的信號(hào)比冬季強(qiáng)，L>2無(wú)顯著差別.圖4d也展示了臺(tái)站信號(hào)在L<2處季節(jié)差異更明顯，夏季時(shí)臺(tái)站信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)于冬季更大.由圖4e可以看到VLF信號(hào)主要集中在L=2～3的16∶00～09∶00 MLT區(qū)域，與圖4a相比，NAA等臺(tái)站信號(hào)強(qiáng)度較弱，分布范圍較大.對(duì)比圖4f和g可知，夏季時(shí)臺(tái)站信號(hào)在23∶00～04∶00 MLT時(shí)較強(qiáng)，而冬季時(shí)信號(hào)峰值在03∶00～08∶00 MLT，且冬季的峰值強(qiáng)度較夏季時(shí)更大.

2.3 VLF信號(hào)隨地磁活動(dòng)的分布規(guī)律

圖5是不同地磁活動(dòng)條件下，衛(wèi)星觀測(cè)到的NWC、NAA等臺(tái)站信號(hào)的平均電場(chǎng)功率譜密度和采樣點(diǎn)數(shù)隨MLT和L-shell變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，格式與圖4相同.以AE指數(shù)表征不同的地磁活動(dòng)條件，AE<300 nT、300 nT1000 nT分別表征地磁活動(dòng)平靜、中等和活躍水平.從左至右分別是臺(tái)站信號(hào)在不同地磁活動(dòng)條件下的全球分布結(jié)果.圖5a和b中信號(hào)統(tǒng)計(jì)分布情況差異不明顯，且與圖4a的結(jié)果相似；圖5d和e與圖4e的結(jié)果相似.當(dāng)AE>1000 nT時(shí)采樣點(diǎn)數(shù)較少，不滿足統(tǒng)計(jì)條件，故不在圖中展示.結(jié)果表明，臺(tái)站信號(hào)的強(qiáng)度和分布與地磁活動(dòng)相關(guān)性較弱.這是由于電離層電子密度對(duì)VLF人工臺(tái)站信號(hào)影響較強(qiáng)，而在磁暴期間，電離層電子密度變化不明顯，所以地磁活動(dòng)對(duì)VLF人工臺(tái)站信號(hào)影響較弱.

圖5 不同地磁活動(dòng)條件下NWC、NAA臺(tái)站信號(hào)平均電場(chǎng)功率譜密度隨MLT和L變化的統(tǒng)計(jì)圖，從左至右分別為：平靜(AE<300 nT)，中等(100 nT

2.4 VLF臺(tái)站信號(hào)強(qiáng)度隨L-shell的分布

圖6展示了在不同的季節(jié)、不同的MLT范圍內(nèi)，臺(tái)站信號(hào)平均電場(chǎng)功率譜密度隨L變化的情況.從左至右分別對(duì)應(yīng)的是夏季和冬季，第一行是NWC等臺(tái)站信號(hào)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，第二行是NAA等臺(tái)站信號(hào)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果.橫軸表示L-shell，范圍為1.1～3.0，縱軸表示平均電場(chǎng)功率譜密度，不同顏色的曲線表示在不同MLT范圍里平均電場(chǎng)功率譜密度隨L-shell的變化情況，MLT是根據(jù)圖4中信號(hào)的強(qiáng)弱分布來(lái)劃分的.圖6中可以看出，夜側(cè)(18∶00～07∶00 MLT)的平均電場(chǎng)功率譜密度明顯比日側(cè)(07∶00～18∶00 MLT)強(qiáng).圖6a和b中可以看出，不同的MLT，NWC臺(tái)站信號(hào)的平均電場(chǎng)功率譜密度均在L=～1.4達(dá)到峰值；在L>1.4，平均電場(chǎng)功率譜密度隨著L-shell的增加而減小.圖6c和d中可以看出，NAA臺(tái)站的平均電場(chǎng)功率譜密度峰值在L=～2.3.從圖6可得，人工臺(tái)站VLF信號(hào)在不同的MLT和L-shell范圍處，平均電場(chǎng)功率譜密度差別較大，該統(tǒng)計(jì)模型可以提供在不同的MLT和L-shell處人工臺(tái)站VLF信號(hào)強(qiáng)度信息.

圖6 不同季節(jié)和MLT區(qū)間內(nèi)的NWC(第一行)、NAA(第二行)臺(tái)站信號(hào)的平均電場(chǎng)功率譜密度隨L-shell變化的曲線圖，從左至右分別為夏季和冬季Fig.6 Average signal electric field power spectral densities as a function of L-shell for NWC (top row) and NAA (bottom row) VLF transmitter signals in summer (left panels) and winter (right panels) for the different MLT ranges

3 結(jié)論

本文利用從2013年1月至2018年12月范阿倫A、B雙星的EMFISIS波動(dòng)儀器高精度觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)NWC和NAA兩個(gè)重要人工臺(tái)站發(fā)射的VLF信號(hào)平均電場(chǎng)功率譜密度在內(nèi)磁層的時(shí)空分布特性進(jìn)行了詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析，得到的主要結(jié)論如下：

(1)人工臺(tái)站VLF信號(hào)主要沿磁力線在地球內(nèi)磁層傳播，其平均電場(chǎng)功率譜密度與地理經(jīng)緯度具有很強(qiáng)的相關(guān)性.在NWC、NAA、GQD、DHO38人工臺(tái)站及其共軛點(diǎn)附近都可以觀察到較強(qiáng)的VLF信號(hào)，并都具有一定的影響范圍.其中，范阿倫探測(cè)衛(wèi)星觀測(cè)到的空間NWC臺(tái)站信號(hào)電場(chǎng)功率譜密度最大，影響的地理范圍最廣.

(2)不同人工臺(tái)站VLF信號(hào)在內(nèi)磁層中的L-shell和MLT分布不同，夜側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度明顯強(qiáng)于日側(cè).NWC臺(tái)站信號(hào)(19.8 kHz)集中分布在L<2.0、17∶00～08∶00 MLT的范圍內(nèi)，信號(hào)在北半球夏季比冬季有更強(qiáng)的幅值和更廣的分布范圍.NAA臺(tái)站信號(hào)(24.0 kHz)主要分布在L=2～3、16∶00～09∶00 MLT的范圍內(nèi)，與NWC信號(hào)相比，該信號(hào)強(qiáng)度偏弱，但MLT分布范圍更廣.

(3)NWC和NAA人工臺(tái)站VLF信號(hào)在不同的地磁活動(dòng)條件下的時(shí)空分布的差異不明顯，說(shuō)明這兩個(gè)人工臺(tái)站信號(hào)在內(nèi)磁層的分布變化受到地磁活動(dòng)的影響較弱.

致謝感謝范艾倫衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)提供的空間波動(dòng)數(shù)據(jù).