Ionospheric variation during pulsating aurora
Ionospheric variation during pulsating aurora
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脉动极光期间的电离层变化
DOI：
10.1002/2015ja021401
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
K. and Y. Ogawa
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hosokawa;K. and Y. Ogawa
我们统计分析了来自挪威特罗姆瑟（69.60°N，19.20°E）的欧洲非相干散射（EISCAT）UHF/VHF雷达的数据，以揭示脉动极光（PsAs）的发生如何改变电离层中的电子密度分布。通过检查位于特罗姆瑟的国家极地研究所的全天空极光相机的五个冬季（2007-2012）观测结果，我们提取了21例PsA。在这些PsA事件期间，EISCAT的UHF或VHF雷达都在工作，并在天顶附近沿沿着场对准或垂直方向获得电子密度分布。根据这些电子密度测量，我们计算了dhmE（E区域峰高）和NmE（E区域峰密度），它们分别代表沉淀PsA电子的能量和通量。然后，我们研究了这两个参数是如何变化的21 PsA事件的演变过程中的统计方式。结果表明：（1）hmE值较低（2）当NmE较高时，（PsA电子的通量较大），hmE趋于较低（3）磁局部时晚，hmE低，NmE大;（4）前期亚暴的AE指数越大，hmE越小，NmE越大。这些趋势进行了讨论的粒子和等离子体波的磁层中的PsA源的特性。除了EISCAT数据的统计，我们进行了几个详细的案例研究，其中的高度分布的电子密度是通过分离的PsA的开和关阶段。这使我们能够估计PsA电离的真实高度分布，这可以用于估计PsA电子的特征能量，并更好地理解磁层中的波粒相互作用过程。
We have statistically analyzed data from the European Incoherent Scatter (EISCAT) UHF/VHF radars in Tromsø (69.60°N, 19.20°E), Norway, to reveal how the occurrence of pulsating auroras (PsAs) modifies the electron density profile in the ionosphere. By checking five winter seasons' (2007–2012) observations of all‐sky aurora cameras of the National Institute of Polar Research in Tromsø, we have extracted 21 cases of PsA. During these PsA events, either the UHF or VHF radar of EISCAT was operative and the electron density profiles were obtained along the field‐aligned or vertical direction near the zenith. From these electron density measurements, we calculatedhmE(Eregion peak height) andNmE(Eregion peak density), which are proxies for the energy and flux of the precipitating PsA electrons, respectively. Then, we examined how these two parameters changed during the evolution of 21 PsA events in a statistical fashion. The results can be summarized as follows: (1)hmEis lower (the energy of precipitation electrons is higher) during the periods of PsA than that in the surrounding interval; (2) whenNmEis higher (flux of PsA electrons is larger),hmEtends to be lower (precipitation is harder); (3)hmEis lower andNmEis larger in the later magnetic local time; and (4) when theAEindex during the preceding substorm is larger,hmEis lower andNmEis larger. These tendencies are discussed in terms of the characteristics of particles and plasma waves in the source of PsA in the magnetosphere. In addition to the statistics of the EISCAT data, we carried out several detailed case studies, in which the altitude profiles of the electron density were derived by separating the On and Off phases of PsA. This allows us to estimate the true altitude profiles of the PsA ionization, which can be used for estimating the characteristic energy of the PsA electrons and better understanding the wave‐particle interaction process in the magnetosphere.
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