对两个同时行进电离层扰动的LOFAR电离层闪烁观测
地球与行星天体物理
2020-03-10 v1 地球物理
空间物理
摘要
本文展示了使用低频阵列（LOFAR）进行的首批电离层闪烁观测之一的结果。该观测对象为强天然射电源仙后座A（Cas A），于2013年8月18日至19日夜间进行，在10-80MHz观测带宽上接收到的强度动态谱中表现出中等强度的散射效应。观测首小时的延迟-多普勒谱（动态谱的二维FFT）显示出两条离散的抛物弧，一条曲率陡峭，另一条平缓，可用于估算散射等离子体的距离与速度。对LOFAR“核心”中密集台站阵列接收数据的互相关分析揭示了闪烁图样中的两种不同速度：主要与陡峭抛物弧相关、散射高度在F区或更高的约30m/s的西北向东南方向主速度，以及与平缓弧相关、散射高度在D区的约110m/s的东北向西南方向次速度。当时中纬度地磁活动较弱，但高纬度的一次弱亚暴在观测开始时达到峰值。对同时段全球导航卫星系统（GNSS）与电离层探测仪数据的分析揭示了一个更大尺度的行进电离层扰动（TID），可能是高纬度活动的结果，沿西北向东南方向传播，同时一个更小尺度的TID沿东北向西南方向传播，这可能与大气重力波活动有关。LOFAR观测显示了来自两个TID在不同高度、不同方向传播的散射。据我们所知，这是首次报道此类现象。
引用
@article{arxiv.2003.04013,
title = {A LOFAR Observation of Ionospheric Scintillation from Two Simultaneous Travelling Ionospheric Disturbances},
author = {Richard A. Fallows and Biagio Forte and Ivan Astin and Tom Allbrook and Alex Arnold and Alan Wood and Gareth Dorrian and Maaijke Mevius and Hanna Rothkaehl and Barbara Matyjasiak and Andrzej Krankowski and James M. Anderson and Ashish Asgekar and I. Max Avruch and Mark Bentum and Mario M. Bisi and Harvey R. Butcher and Benedetta Ciardi and Bartosz Dabrowski and Sieds Damstra and Francesco de Gasperin and Sven Duscha and Jochen Eislöffel and Thomas M. O. Franzen and Michael A. Garrett and Jean-Matthias Grie\b{eta}meier and André W. Gunst and Matthias Hoeft and Jörg R. Hörandel and Marco Iacobelli and Huib T. Intema and Leon V. E. Koopmans and Peter Maat and Gottfried Mann and Anna Nelles and Harm Paas and Vishambhar N. Pandey and Wolfgang Reich and Antonia Rowlinson and Mark Ruiter and Dominik J. Schwarz and Maciej Serylak and Aleksander Shulevski and Oleg M. Smirnov and Marian Soida and Matthias Steinmetz and Satyendra Thoudam and M. Carmen Toribio and Arnold van Ardenne and Ilse M. van Bemmel and Matthijs H. D. van der Wiel and Michiel P. van Haarlem and René C. Vermeulen and Christian Vocks and Ralph A. M. J. Wijers and Olaf Wucknitz and Philippe Zarka and Pietro Zucca},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.04013},
year = {2020}
}
备注
24 pages, 16 figures. Accepted for open-access publication in the Journal of Space Weather and Space Climate. For associated movie file, see https://www.swsc-journal.org/10.1051/swsc/2020010/olm