研究表明，近20年来最强地磁暴力对我国电离层的影响

中国科学技术大学教授雷久侯团队联合中国科学院地质与地球物理研究所研究员乐新安、美国麻省理工学院Haystack观象台研究员张顺荣等国内外合作伙伴，利用中国科学技术大学自主打造的北斗同步卫星信标全国电离层综合观测网，结合“子午工程”三亚非相关透射雷达观测与数值模拟，揭示了“2024年5月非常磁暴”期间中国扇区电离层准周期的异常干扰及其物理机制。相关研究成果近日在《美国地球物理协会进展》上公布。

磁暴是太阳爆发引起的典型空间天气现象，会引起地球室内环境的剧烈变化，如人类肉眼可见的极光现象，对航天器航行、无线电通信导航等产生显著影响。“2024年5月非常磁暴”是近20年来最强的磁暴。地磁扰动指数低至负400纳特，地球大气中注入大量太阳风和磁层能量，造成电离层环境强烈扰动。华丽的极光可以在中国北京和漠河观察到。

电离层是一个大气区域，距离地面约80至1000公里。因此，随着太阳辐射，电离层的电子密度/总电子含量一般呈现白天高、晚上低的周日变化趋势。同时，由于地磁场的影响，经典的双驼峰赤道电离层异常结构在中低纬度展现出来。研究小组利用北斗同步卫星信标全国电离层综合观测网，发现中国扇区电离层电子密度/总电子含量在“2024年5月非常磁暴”期间发生了显著变化:经典双驼峰赤道电离层异常结构消失，电离层电子密度/总电子密度

结合“子午工程”三亚非相关透射雷达的观测和数值模拟，研究团队进一步揭示了磁暴期间极区能量注入引起的大气重力波对热层风场的调配作用，以及磁层通过电场和扰动动力学电场与行星磁场几次转化引起的磁层的相互作用过程。它们的共同作用构成了我国风扇区域电离层在非常磁暴期间的特殊异常变化。

据研究人员介绍，研究成果是基于我国自主建设的特色基础观测设备，深入揭示了极端空间天气事件影响电离层的物理过程，为了了解极端空间天气事件对地球空间环境的作用，提高空间天气预报的准确性提供了重要的科学论证。