726 / 2026-03-25 14:41:01

基于CSES-01低地球轨道观测的闪电哨声回波列混合传播特征的新认识

CSES-01,闪电哨声波,回波列,导管哨声波,SVD,色散,WWLLN

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.30 低层大气与临近空间耦合

大气闪电产生的电磁脉冲在向电离层和内磁层传播的过程中，会演变为具有特征性降频音调的哨声模波。随后在磁层等离子体中的多次反射进一步增大了这些波的色散，最终形成多跳回波列。本研究利用张衡一号电磁卫星（CSES-01）的高分辨率电磁场观测数据，对这类哨声回波列事件进行了研究。基于奇异值分解（SVD）方法的波矢量分析表明，这些回波列具有清晰的结构，是右旋极化的哨声模辐射。它们以45°–60°的波法线角倾斜传播。坡印廷矢量分析进一步证实了其以垂直能流为主并伴有向地分量。理论和观测分析的一个关键发现是，连续回波的色散值遵循与跳数成比例的序列（例如2:4:6:8和1:3:5:7……）。结合全球闪电定位网（WWLLN）的分析，我们明确了这些特定回波列与触发闪电之间的时空关联。我们的分析表明，观测到的回波列源于半球间反射的导管哨声波。然而，在卫星高度（约507 km）的反射区附近发生了一个关键变化，即波包发生偏转。这种偏转导致了一种混合传播特征，表现为在整体导管结构内，非导管传播特征与导管传播特征共存。该研究为闪电诱导哨声波的复杂传播提供了新见解，并凸显了CSES-01测量在探测精细尺度磁层波现象方面的价值。