太阳耀斑对地球低层电离层的影响

太阳耀斑显著影响地球电离层状况。特别地，耀斑期间X射线通量的突增可穿透至最低处的D层，并在这些高度(60-100 km)主导电离。在D层高度反射的甚低频(VLF: 3-30kHz)无线电波测量提供了一种独特的遥感探测手段，用以研究D层对太阳耀斑辐射的响应。此处，结合24kHz的VLF幅度测量与来自地球静止运行环境卫星(GOES)X射线传感器的观测，我们对过去太阳周期中334个太阳耀斑事件及其对D层的影响进行了大规模统计研究。聚焦于GOES两个宽带X射线通道，我们探究了耀斑峰值通量及在太阳圆盘上的位置如何决定电离层响应，并扩展研究入射X射线通量与D层响应之间的特征时间延迟。我们表明，VLF幅度与1-8 A和0.5-4 A通道均线性相关，相关系数分别为0.80和0.79。不同于更高高度电离层区域中耀斑在太阳圆盘上的位置会影响电离层响应，我们发现D层对太阳耀斑的响应不依赖于耀斑位置。通过比较两个GOES通道峰值X射线通量与VLF幅度间的时间延迟，我们发现D层响应与X射线谱段之间存在重要差异。我们还针对若干呈现负时间延迟的耀斑事件证明，峰值VLF幅度与Ramaty高能太阳光谱成像仪(RHESSI)测量的脉冲式25-50 keV硬X射线通量相匹配。