多次太阳耀斑诱发极低频日变化曲线调制的数值研究
太阳与恒星天体物理
2026-01-22 v1 地球与行星天体物理
摘要
地球电离层是接收自天体（特别是太阳）的电离辐射的持续探测器。在太阳宁静期和活跃期，以极紫外(EUV)和X射线形式存在的太阳电离辐射，以及与太阳风相关的带电粒子，将其电离特征印刻在电离层上。尽管由于地磁场的偶极性质，太阳日冕物质抛射(CME)及相关的太阳风增强等事件通常仅干扰极地电离层，但来自太阳耀斑的UV和X射线会在地球电离层的中低纬度部分产生突然电离层扰动(SID)。通过研究这些电离层扰动对在地球-电离层波导中传播的无线电波施加的影响，可以对它们进行研究。对于被称为D区的电离层下部，可以通过地球极低频(VLF)波信号偏离其环境日变化曲线来观测太阳耀斑期间电子-离子密度的显著变化。在早期工作中，已经成功建立了由不同等级太阳耀斑引起的VLF幅度偏差模型。该工作使用了蒙特卡罗模拟计算电离速率、等离子体密度增强的离子化学评估，随后进行了无线电传播模拟。目前，我们尝试对单日内发生的多次太阳耀斑所产生的VLF信号偏离其日变化模式的调制进行数值重构。成功重构这种复杂耀斑情景下的VLF信号调制，表明我们对太阳活动在低电离层产生的电离效应的理解是准确的，并强化了我们将地球电离层用作高能空间瞬变事件探测器的主张。
引用
@article{arxiv.2601.14948,
title = {Numerical study of multiple solar flare induced modulation of Very Low Frequency (VLF) diurnal profile},
author = {Sourav Palit and Subhajit Bhattacharyya and Taraknath Bera and Sandip K. Chakrabarti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14948},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 15 figures, submitted to Advances in Space Research 17/12/2025