流星消熔直接注入对金属层形成作用的激光雷达观测与数值模拟研究

最新的激光雷达观测发现了中间层顶金属铁层和钠层下边界持续交叠并遵循几乎相同的时间运动轨迹。一般二者相差约0.2km。这一普适现象令现行的被普遍了解的金属层形成的光化学理论和边界起伏的动力学决定论无能为力，甚至与之矛盾。因此，需要对金属层的形成机制进行更为广泛的考虑。激光雷达观测发现，在同一时刻，铁层比钠层宽度要窄，上边界更低，下边界更高。这与流星差制消熔模型得到的较不活泼金属与活泼金属的流星注入剖面相类似。另外，激光雷达、光谱摄影测量都观测到了流星尾迹中持续有金属原子产生的证据。在这些观测与理论研究结果的引导下，我们将通过自主设计激光雷达实验，综合利用的直接观测，数据分析和数值模拟的手段来定性或定量地研究流星消熔过程对金属层形成的直接作用。

本项目开展了中间层顶区域金属原子层的观测数据分析及流星消融过程的数值模拟工作。通过对Arecibo观测站上空中间层顶区域多种金属原子层共体积同步激光雷达观测数据的分析，我们发现了铁层和钠层之间在各个高度都存在着高度相关。其中层顶部和层底部呈强的正相关，其间存在着一个较窄的负相关层。我们讨论了化学和动力学效应以对两层之间的特殊关系进行解释。分析表明，钠和铁层之间的特殊关系可以根据两原子层对动力学波动的响应来很好地解释。我们同时注意到钠层和钾层之间也存在着强烈的相关。这种相关性也可以用动力学效应较好地解释。我们建立了流星消融模型，包括了熔解、升华、溅射等多种流星消融机制，同时考虑了不同熔点金属物质的差制消融，但其模拟结果尚不能对金属原子层的普遍观测结果进行解释。