中華衛星一號觀測電離層較大的電漿氣泡在季節及經度之統計與研究

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研究生：	江峻毅 Jun-Yi Jiang
論文名稱：	中華衛星一號觀測電離層較大的電漿氣泡在季節及經度之統計與研究 Longitudinal and Seasonal Variations for the Occurrence of Large Depletions Observed by ROCSAT-1 at 600 km Altitude
指導教授：	蘇信一 Shin-Yi Su
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	地球科學學院 - 太空科學研究所 Graduate Institute of Space Science
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	57
中文關鍵詞：	電漿氣泡、電離層、中華衛星一號
外文關鍵詞：	Large Depletions, plasma bubble
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利用中華衛星一號上之電離層電漿電動效應酬載儀（IPEI）所量測到氧離子的密度資料，來研究電離層密度不規則體的特性，對傍晚至日出所產生的電離層氣泡（Bubble）的特性加以研究。我們選擇寬度ΔLON ≧ 1.212°以及深度Δ㏒N ≧ 1.054的電離層電漿氣泡（Bubbles）為基準。本篇論文選取1999年春季至2001年春季的大Bubbles資料，主要研究這些較大氣泡在季節及經度的產生特性。大Bubble 的寬度即為磁力管線寬，因此在大氣泡生成後寬度不會改變，而大氣泡的深度受到上衝速度影響，當上衝速度愈大密度愈低，深度也就越深，因此在同樣的寬度卻有大小不等的深度。由這兩年所選取的大Bubble 分佈來看，主要集中於地理經度280°～360°的範圍，而在夏季時，大Bubble 主要產生的位置在地理經度0°～50°及150°～280°，冬季則是在地理經度0°～75°、280°～360°的範圍。此外，在Kp＜3時，大Bubble 幾乎都出現在午夜之前，然而在Kp≧3時，午夜之後也較容易出現大bubble。

Gathered between the year 1999 to 2001from the ion trop sensor on the ROCSAT-1, a satellite in a circular orbit at the height of 600km, the high resolution ion density data in the equatorial spread F (ESF) events are analyzed in the thesis. We analyze the relationship of the plasma bubbles with width and depth, and them are not relational. The occurrence distributions of the plasma bubbles with seasons, locations, and magnetic activities have been obtained. During quite times, the ESF events are most likely to occur around 2000 LT. With the increase in magnetic activity, the plasma bubbles appear frequently from midnight to sunrise. The probability of the plasma bubbles occurrence is always high near 0°longitude during 2 year long. The seasonal occurrence is such that it is high in the pacific regions (between 150° and 280° longitude) during northern summer and in the south of America (between 280°and 360°longitude) during northern winter.

第一章	緒  論                                           1
1.1	電離層簡介                                       1
1.2	赤道F層擴散現象（ESF）之簡介                     4
1.3	研究動機                                        13
第二章	儀器簡介                                        14
2.1	中華衛星一號簡介                                14
2.2	電離層電漿電動效應儀                            17
2.3	離子捕獲儀（Ion Trap）                          20
第三章	資料的處理                                      22
3.1  資料的挑選                                          22
3.2   Bubble 寬度的矯正                                  23
第四章	大Bubble 的統計與討論                           26
4.1大Bubble 的寬度與深度                                 26
4.1.1寬度與深度的分析                                    26
4.1.2寬度與深度的討論                                    27
4.1.3 Quiet Time與Storm Time的大Bubbles                  27
4.2地理經度位置與大Bubble 的關係                         29
4.2.1地理經度與大Bubble 分佈位置的分析                   29
4.2.2  大Bubble 與地理經度關係的討論                     31
4.3  季節與大Bubble 的分佈關係                           32
4.3.1  大Bubble 對應季節的分析                           32
4.3.2  大Bubble 對應季節的討論                           33
4.4  當地時間（LT）與大Bubble 的關係                     35
第五章	結論                                            37
參考文獻
圖 目 錄
圖 1.1  電漿密度隨高度之分佈圖                           43
圖 1.2  R—T不穩定之物理機制簡圖                         43
圖 2.1  中華衛星一號外觀                                 44
圖 2.2  電離層電漿電動效應儀（IPEI）                     44
圖 2.3  離子捕獲儀之剖面圖                               45
圖 3.1   磁赤道及衛星軌道的示意圖                        45
圖 3.2  衛星傾角與磁偏角之示意圖                         46
圖 4.1.1  在Kp＜3時大Bubble 寬度與深度關係圖             47
圖 4.1.2  在Kp≧3時大Bubbles 寬度與深度關係圖            47
圖 4.2  2000年5月22日LT 0159～LT 0400的大Bubble          48
圖 4.3  2000年6月16日LT 0330～LT 0600的大Bubble          49
圖 4.4  各類離子與高度的分佈圖                           49
圖 4.5.1  在Kp＜3時大Bubble 的深度與地理經度關係圖       50
圖 4.5.2  在Kp≧3時大Bubble 的深度與地理經度關係圖       50
圖 4.6.1  在Kp＜3時大Bubble 的寬度與地理經度關係圖       51
圖 4.6.2  在Kp≧3時大Bubble 的寬度與地理經度關係圖       51
圖 4.7.1  在Kp＜3時大Bubble 個數百分比與地理經度關係圖   52
圖 4.7.2  在Kp≧3時大Bubble 個數百分比與地理經度關係圖   52
圖 4.8  地球磁場分佈圖                                   53
圖 4.9.1  在春季期間大Bubble 的分佈位置                  54
圖 4.9.2  在夏季期間大Bubble 的分佈位置                  54
圖 4.9.3  在秋季期間大Bubble 的分佈位置                  55
圖 4.9.4  在冬季期間大Bubble 的分佈位置                  55
圖 4.10  磁赤道與日落線（Sunset line）的關係圖，（a）
、（b）分別為夏、冬兩季                                  56
圖 4.11.1  在Kp＜3當地時間（LT）與大Bubble 個數
百分比的關係圖                                           57
圖 4.11.2  在Kp≧3當地時間（LT）與大Bubble 個數
百分比的關係圖                                           57

                                

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