ICME与120°E 电离层响应的统计和物理关系研究

把CME－行星际扰动－电离层暴联系起来，并与我国子午工程观测相结合，研究其主要的物理联系具有重要科学意义和应用前景。本项目申请利用太阳/行星际天基观测资料和120 E 子午链电离层foF2 观测数据，一方面采用统计分析方法，研究强磁暴（Dst<-100 nT）期间ICME和其鞘区各种参数的概率分布规律；并在此基础上，同时利用太阳风"驱动函数"（Newell方程）和太阳风"控制函数"（Borovsky函数），对比分析ICME和鞘区与磁层的耦合效率，从而定量解释ICME和鞘区驱动磁暴的不同特征以及电离层响应的差异。另一方面，分别选取由ICME和鞘区驱动磁暴事件，分析120 E电离层暴时形态对ICME和鞘区响应的差异性，揭示其地方时、纬度和季节的统计依赖特征；并进一步从行星际驱动源的角度出发，探讨导致这种差异性的可能的物理机制。研究成果将为子午工程监测和相关工程应用提供经验参考。

本项目的主要研究目的是揭示ICME和鞘区驱动磁暴的不同特征以及电离层响应的差异性和物理机制。我们开展了三项具体研究工作：研究ICME和鞘区驱动强磁暴期间的能量传输；研究ICME驱动磁暴期间太阳风-电离层能量耦合效率；研究磁云结构驱动赤道电离层电场穿透。主要研究成果包括：（1）ICME驱动磁暴期间太阳风能量注入和耗散表现出较为缓慢的增长和恢复趋势；但鞘区驱动磁暴对应的能量注入和耗散的极值却大一些。总的来说，电离层耗散了绝大部分的能量，而环电流仅仅耗散了12-14%的能量。（2）能量耦合效率随着太阳风能量注入的增加而呈现指数地下降。（3）赤道电离层电场随着行星际电场穿透而迅速响应，而且响应时间正好对应磁云结构。