複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

哨聲

(雷電激發的電磁波的波長)

鎖定
哨聲,雷電激發的電磁波的波長能以近似縱向的右旋非常波模式穿透電離層,並近似地沿地球磁場的磁力線在兩個半球的磁共軛點之間傳播。在地面或衞星上可接收到不同波長的、時延不同的電磁波。
中文名
哨聲
外文名
Whistler
分    類
電磁波
傳播路徑
電離層和磁層

目錄

哨聲簡介

圖1 圖1
電離層和磁層中因磁場排列的電離不均勻性所形成的電磁波。
極地電磁波和地磁脈動關係密切,很早以來,人們就注意到它的發生率與地磁活動的關係。在極區,它的活動與地磁活動呈負相關,而在其餘緯度上,它的活動隨地磁指數的升高而增加。
南極長城站夏季電磁波活動與地磁指數也有密切關係,一般在磁擾後1~3天電磁波發生率達到極大值,而此時的色散值則似有下降趨勢。 [1] 

哨聲具體內容

雷電激發的電磁波的波長能以近似縱向的右旋非常波模式穿透電離層,並近似地沿地球磁場的磁力線在兩個半球的磁共軛點之間傳播(圖1)。在地面或衞星上可接收到不同波長的、時延不同的電磁波。一般持續時間約從十分之幾秒(對應於在衞星上或低緯度地面接收)到幾秒(對應於高、中緯度地面接收)。
圖2 圖2
傳播路徑經過電離層和磁層,因此,在地面或衞星上接收到的電磁波中,包含有許多有關磁層和電離層的信息。在高、中緯度地區,沿地磁場傳播並遵守縱向傳播規律。傳播時間可由下式決定: 式中vg為羣速度;ds為沿地磁場傳播路徑元;c為光速;f為頻率;fH為電子迴旋頻率;fP為等離子頻率。在頻率f與傳播時間t的曲線上,有一對應傳播時間最小的頻率,稱為鼻頻fn(圖2),它大致正比於傳播路徑頂點(即赤道面)的電子迴旋頻率。
公式1 公式1
公式2 公式2
對於低緯度地區,fH>>f,上式變為 傳播時間與頻率的平方根成反比,稱為埃克斯利定律。對應於一定的傳播路徑,fP及fH為一定值,故可用下式表示上述關係(圖3):
公式3 公式3
D稱為色散值(秒1/2)。低緯度地區的色散值為10~50秒1/2。
圖3 圖3
這種研究是利用天然發射源和甚低頻電磁波傳播特性發現磁層特徵的一個範例。例如,斯托雷在1953年預言在 F層以上有高電子密度的等離子體。R.A.海涅維爾和D.L.卡彭特等分別在1956年和1962年發現了鼻頻和等離子層頂關係等。在國際地球物理年(1957~1958年),約有50個觀測站分佈在從極區到赤道的範圍內進行觀測。美國在南極開展包括天然和人工甚低頻發射產生電磁波的研究。中國、日本在低緯度電磁場方面的研究也取得一些新的進展。
參考資料