子午工程科学运行取得系列重大进展

东半球空间环境地基综合监测子午链（以下简称子午工程）是“十一五”国家重大科技基础设施项目，也是我国第一个以链为主、链网结合的大型空间环境地基监测系统。子午工程的综合观测数据为我国空间科学研究提供了第一手的系统数据积累和科学认知。

近期，中科院国家空间科学中心王赤、张青梅等利用子午工程数据开展了磁暴期间电离层与等离子体层物质交换的耦合研究，并取得重大进展。该研究成果发表于美国学术期刊《地球物理研究》（Journal of Geophysical Research, JGR）。

研究组从漠河地磁脉动观测数据中，反演出等离子体层在磁壳数L~2（大约1万3千公里）赤道处的等离子密度变化。同时，通过电离层的垂测仪，得到了电离层F2层（约200 - 400公里）电子密度峰值；并通过GPS-TEC监测仪，得到总电子含量。此外，统计分析子午工程2011年5个中等磁暴（-47nT < Dst < -103nT) 时，对电离层与等离子体层的同时观测数据结果表明，磁暴期间等离子体密度有20%到50%的密度减少，而且电离层密度的减少总是发生在等离子体密度减少之前（见图一）。初步分析认为，等离子体层的消减是由于电离层物质供给减少造成的，表明了磁暴期间电离层对等离子体层的物质调控作用。该项研究是子午工程综合监测参数用来研究地球空间不同圈层耦合作用的典型事例。

《地球物理研究》评审人认为：“该成果提供了对磁暴期间等离子体——电离层耦合的新认识，是空间天气理解和预报的重要部分。”。

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   图一：磁暴期间电离层与等离子体层物质交换过程

利用子午工程激光雷达数据，国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室王继红等观测到了北京上空罕见的双钠层现象。双钠层现象是由我国学者最先发现并自主命名的一种高空钠层特殊现象，仅于2000年在武汉地区探测发现过一次。

利用子午工程北京激光雷达，研究组在近两年的观测时间里，共发现有17次双钠层现象。该项研究发现不仅证实了双钠层这一特殊现象可以在不同纬度出现，同时，研究组从多次观测结果分析中获得了该现象的诸多特征信息，如时间空间的演化特征、发生频度的季节特征，以及与主钠层及其它钠层现象的关联等。该结果还将在一定程度上为进一步研究该现象的成因提供线索。

该项研究成果发表于美国学术期刊《地球物理快报》（Geophysical Research Letters，GRL）。《地球物理快报》评审人认为：“该论文足够新奇，且令人激动，它将促进和激发更多该领域的研究兴趣。”

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（供稿：子午工程项目办公室）

　　　　　  　图二：2010年5月12日观测到的双钠层现象