空间尘埃等离子体重力波特性及PMSE研究

作     者：蒋成进 

作者单位：中国科学院研究生院（电子学研究所） 

学位级别：硕士

导师姓名：李芳

授予年度：2006年

学科分类：070802[理学-空间物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主      题：尘埃等离子体 重力波 极地中层夏季回波(PMSE) 反射 粗糙面 双站散射系数 欧洲非相干雷达(EISCAT) 

摘      要：以极地上空80～90公里PMSE发生区域的空间尘埃等离子体环境为背景，本文第一部分建立了尘埃等离子体中重力波的基本方程，推导了尘埃等离子体中重力波的色散关系，分析地球极区中间层顶处尘埃等离子体层中的重力波特性，研究了重力波在电子密度垂直分层的尘埃等离子体中的反射。结果表明尘埃等离子体改变了通常大气中的重力内波的色散关系，限制了小水平波数重力内波的传播，改变了波的能量特性，减小了重力波在不均匀大气中垂直向上传播时振幅的增长;在尘埃等离子体中传播时重力波可被电子密度垂直分层的结构反射而导致波能量的集中，它产生的湍动所导致的空间电子密度的不均匀性分布是极区上空PMSEs的可能机制。文章第二部分建立了基于粗糙面的PMSE模型，基于此模型研究了平面波和高斯波束入射的双站雷达散射系数，得到了双站雷达散射系数与入射角，散射角，极化方向以及粗糙面模型的表面标准差和相关长度等参数的关系。并以欧洲非相干雷达(EISCAT)为例，分析如何用双站雷达系统对PMSE进行观测，给出了可观测区域位置分析。