文档介绍：维普资讯
一
第糟第期空间科学学报.. .
,年月.,
极光带电辩产生雕波的效率
庄洪春
中鼠科学院空『司科学与应甩研究中心,北京『
摘要
, ,不同豫的效率相差很大,而
还随频率。离碌的距离和方向, ;产生声重波
的碌,即洛伦兹力和焦耳加热两个源来说,产生近场声重波的效率以洛伦兹力为高;对于沿极
光带电急浅平面的远场区声重波而言,焦耳加热的效率高得多,但对垂直于极光带电急流平
面的速度波动则洛伦兹力的产生效率高得多;对于聒极光带电急流平面的法向的远场区内的
所有声重波参量而言,洛轮兹力自产生教率高得多.
关羹调太气声重波,极光带电急潍
· 、引言
在大气中,存在多个能产生声重波的源. 很多观测中,经常看到的一个源是极光
区太阳活动增强时的极光带电急流。.太阳活动产生的扰动的能量通过产生声重
波而传输到地球大气中. 估计,典型的极光粒子沉降的能量中弼加热了中性
大气,
基本上有下列三个:
焦耳加热,当磁层电场在高纬电离层驱动出大尺度的极光带电急流后,通过佩德
森电导率给大气加热,从而充当产生声重波的热源;
洛伦兹力,在地磁场中婚极光带电急流,在带电粒子上产生洛伦兹力,然后通过
分子碰撞把动量传输给中性大气,充当了产生声重波的动量源;
能量粒子的沉降,通过与大气的撞击而加热大气从而充当了产生声重波的热源.
更普遍地讲,产生声重波的可能源,除了能量源和动量源以外,
身也可以充当产生声重波的质量源,不过在极光区,这一质量源产生声重波的作用远小于
极光带电急流的前二项,所以一般并不讨论.
很多作者都讨论产生声重谴的焦耳加热和洛伦兹力两个源的相对重要性““.但他
们仅只是比较两种源的强弱,得到两种源的强度比,然后就断言它们在产生声重波上的
,但从测量的角度看,只是
用源的强弱来表示其重要性还很不够. 对于涮量声重渡某种参量如用气压计测气压波
动量的观测者来说,是从参量的波动来感知声重波的存在及大小. 所以一个源对产生声
本文于年月日收到
维普资讯
期庄洪春:极光带电急流产生声重蝗的效率
重渡的真正贡献应该等于这个源的强度乘以这个源产生声重渡这一参量波动的效率. 本
文试图对各个源产生声重渡各参量波动的效率作一阐明和计算,并进而详细说明极光区
两种声重渡源的相对重要性.
二、声重波产生源效率的计算
我们将采用求导法计算机模式来计算各种源产生声重渡的效率.
在波的线性理论中,波动的各参量的振幅等于各种源单独作用时产生的渡动幅度的
线性和. 在等温大气中,若用代表某一大气参量的渡动幅度,则
一· · · , · · .
其中是质量源的强度;,和是动量源即力的三分量大小;是能量源
强度. 系数、:、和是对应源的效率. 效率的定义为: 单位强度的源所产
生的波参量的振荡幅度. 源口对源的相对效率即等于源口的效率与源的效率之比.
这里要注意,对波动的不同参量