电子温度是电离层一个重要物理量，它可以很好地反应电离层中磁层-电离层-热层耦合的物理过程。在子夜后日出前，该物理量有一个很有意思且重要的现象——电子温度增强。以往对该现象的研究主要在单台站和中低纬度区域，它的全球分布特征，以及其对季节性和太阳活动依赖性的研究还比较缺乏。
近日，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室中高层大气组博士生梁剑云、徐寄遥研究员、张清和教授等人合作，利用DMSP F16卫星电子温度、电子密度、能量粒子沉降和地磁场等数据，研究了在2014年和2018年磁平静期间夜侧电子温度增强分布的全球特征，并详细给出地球磁场对它的调制过程。
观测和研究结果表明，夜侧电子温度增强全球分布特征（图1）如下：（1）在12月至日季节，主要发生在北半球亚欧大陆的中纬度地区，且在北美-大西洋扇区向赤道延伸（南大洋洲）。在太阳活动极大年，甚至可以跨越磁赤道；（2）在6月至日季节，主要位于南大洋州扇区，延伸的纬度没有北半球低，但在太阳极大年同样更靠近磁赤道；（3）该增强在春分季节不如至日季节显著。通过对低能量沉降电子的观测以及进一步分析轨道上共轭光电子（CP）的分布，发现电子温度增强极大可能是共轭日侧半球的低能量的电子——光电子（PE）的加热引起。此外，磁偏角和倾斜的磁赤道可以控制电子温度增强分布以及磁场线的长度和强度会影响共轭半球CPs的通量，进而影响电子温度增强的分布和强度（图2）。
该研究成果于近期发表在学术期刊Journal of Geophysical Research-Space Physics上。
文章链接：Liang, J., Xu, J., Zhang, Q., Liu, J., Zhang, Y., Zhang, S.-R., et al. (2023). Global distribution of electron temperature enhancement at mid-low latitudes observed by DMSP F16 satellite. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 128, e2023JA031513. https://doi.org/10.1029/2023JA031513
图1. 2014年(a)和2018年(b)地磁静时电子温度增强分布。红色箭头指出了冬季半球的电子温度增强的区域，黑线表示20°间隔的磁纬线。
图2. 2018年12月22日((a)和(b))在不同扇区CP的分布和2014年12月22日(c)跨越赤道的物理示意图。图中DMSP F16在(a1) 90°E，(a2)和(c) 310°E， (b1) 180°E， (b2) 250°E经线飞越40°N。
（供稿：天气室）
