电离层加热中波模转换和Langmiur湍动的数值模拟研究
大功率高频电波加热电离层时会产生一级时空效应和二级时空效应.参量不稳定性理论就是主要用来解释加热电离层时产生的二级时空效应.本文应用广义扎哈罗夫模型,“全尺度”模拟了大功率电波垂直注入电离层后电磁波与地球电离层的非线性相互作用.考虑在寻常波反射点附近发生参量不稳定性,无线电波参量衰减为电子等离子体波和离子声波两种波模,接着,伴随着坍塌、空洞形成以及强烈电子等离子体波的俘获相关过程,形成的空洞会导致慢非寻常波(z波)的有效激发并能向密度更高的电离层区域传播.在电离层上部区域,Z波经过参量衰减不稳定性过程造成了电离层顶部的扰动.模拟结果表明:在毫秒量级的时间尺度内,大功率高频电波在电离层等离子体中的O波反射点与Z波反射点附近激发出了电子朗缪尔波和离子声波两种等离子体静电波模,紧接着出现了小尺度等离子体“空穴”结构以及朗缪尔波被俘获现象,最终产生出一种强烈的局地化扰动现象.本文的研究有助于对参量衰减不稳定性的物理机制形成较为直观的印象,对理解大功率高频电波与电离层等离子体的非线性相互作用也很有益处.
电离层加热 参量不稳定性 顶部扰动现象 物理机制
刘默然 周晨 赵正予 张援农
武汉大学电子信息学院 武汉 430072
国内会议
北京
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219-223
2015-09-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）