Incoherent Scatter Radar Studies of Daytime Plasma Lines
Incoherent Scatter Radar Studies of Daytime Plasma Lines
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白天等离子线的非相干散射雷达研究
DOI：
10.1007/s11038-018-9513-5
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhang, Liwei D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Djuth, Frank T.;Carlson, Herbert C.;Zhang, Liwei D.
宽带（电子相位能量为5-51 eV），高分辨率（0.1 eV）光谱测量的光电子增强等离子体线与430 MHz的雷达在阿雷西博天文台的第一个结果。在F区，由太阳EUV线发射（He II和Mg IX）产生的光电子引起等离子体线光谱峰/谷。这些和其他结构发生在从底部和顶部电离层的14-27 eV的电子相位能量延伸的增强区域内。然而，光电子-热电子库仑能量损失可导致在顶侧电离层中没有分辨峰的加宽的光谱结构。在增强区中获得的等离子体线能谱表现出一种独特的关系，即相位能量取决于俯仰角;这种关系不存在于能谱的任何其他部分。此外，在14-27 eV的能量间隔中，在上移和下移的等离子体线之间的差频中的大的波动是明显的。在51 eV附近的高相能量的光电子激发的朗缪尔波的绝对强度是远远大于现有的理论预测。新的测量要求在几个关键领域对等离子体线理论进行修订/改进。
First results from wideband (electron phase energies of 5–51 eV), high-resolution (0.1 eV) spectral measurements of photoelectron–enhanced plasma lines made with the 430 MHz radar at Arecibo Observatory are presented. In theFregion, photoelectrons produced by solar EUV line emissions (He II and Mg IX) give rise to plasma line spectral peaks/valleys. These and other structures occur within an enhancement zone extending from electron phase energies of 14–27 eV in both the bottomside and topside ionosphere. However, photoelectron–thermal electron Coulomb energy losses can lead to a broadened spectral structure with no resolved peaks in the topside ionosphere. The plasma line energy spectra obtained in the enhancement zone exhibit a unique relation in that phase energy is dependent on pitch angle; this relation does not exist in any other part of the energy spectrum. Moreover, large fluctuations in the difference frequency between the upshifted and downshifted plasma lines are evident in the 14–27 eV energy interval. At high phase energies near 51 eV the absolute intensities of photoelectron-excited Langmuir waves are much larger than those predicted by existing theory. The new measurements call for a revision/improvement of plasma line theory in several key areas.
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