空间中心科研人员在电离层暴时密度增强研究方面取得新进展

电离层暴时密度增强（SED）羽流是地磁暴期间在日侧中纬-亚极光区域出现的一种大尺度电离层电子密度显著增强现象，其形成主要受暴时增强的对流电场和赤道向中性风驱动，将F层抬升至复合减少的更高区域，同时等离子体在对流作用下被从昏侧向日侧极隙区输运拉伸，从而形成狭长的高密度等离子体羽流状结构。传统研究指出SED多发生在下午-黄昏扇区，然而晨侧的SED现象则鲜有报道，其形成机理也有待进一步揭示。

近日，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室的阿尔察研究员、罗冰显研究员联合国际团队，利用天地基多源观测（GNSS-TEC、测高仪、Swarm、DMSP、TIMED-GUVI等）结合TIEGCM数值模拟，首次发现2025年4月16日磁暴期间反常的晨侧SED现象，并伴随有氧氮比增强的中性舌状结构。观测与模拟结果联合表明中性舌状结构有效增强了电离产生率，对晨侧SED的形成起到关键贡献。该研究工作揭示了电离层-热层可以形成大尺度耦合舌状结构，中性成分变化对晨侧SED产生发挥了重要影响，化学项驱动作用甚至可以超过电场与风场贡献，有效深化了对暴时电离层-热层耦合机理认知。

相关研究成果以“Unusual Dawnside Storm-Enhanced Density and Coincident Neutral Tongue Structure During the 16 April 2025 Geomagnetic Storm”为题，发表在国际期刊Journal of Geophysical Research: Space Physics上。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2026JA035036

图：（上）电离层暴时密度增强羽流结构；（下）氧氮比增强的中性舌状结构。

（供稿：天气室）