科學重要成果

建立於 2012-06-15, 週五

高空大氣閃電影像儀計畫執行至今,已發表期刊論文28篇,其中由國內主導的有14篇,國際合作發表
的論文有14篇。論文中有1篇發表在Nature,另有13篇是發表在high impact的期刊,例如J.Geophys. Res. 以及Geophys. Res. Lett.。團隊成員也積極參與國際會議,發表了87篇會議論文,其中有19篇為會議邀請論文。

福衛二號升空之後,已從衛星上觀測到各種高空短暫發光現象,其中巨大噴流、淘氣精靈與精靈暈盤的數量都是全球之冠。(表一)

Year

Elve

sprite

Halo

BJ

GJ

Total

2004

588

68

67

37

0

760

2005

1420

217

165

124

7

1933

2006

2212

201

258

239

5

2915

2007

2653

255

277

398

6

3589

2008

2643

188

163

507

16

3517

2009

3046

261

218

510

16

4051

2010

3195

250

234

697

16

4392

2011

3394

300

258

718

14

4684

2012/01

~2012/02

407

33

30

173

0

643

Total

19558

1773

1670

3403

80

26484

表一:歷年ISUAL觀測記錄TLE統計數量

 

在唯一可長時間從太空觀測高空短暫發光現象的利器ISUAL的加持與團隊成員的努力之下,團隊已從這些珍貴的資料中,

分析出重要的科學成果,贏得國際學界的肯定。

 

以下將扼要地說明在ISUAL計畫下,由國內團隊所完成的主要科學成果:

  1. 首次使用衛星所觀測的紅色精靈光譜光度資料,獲得紅色精靈發生時電子的平均能量與特徵能量分別是6.2~9.2eV 與4.5~6.5eV,此結果比先前所有地面觀測所得的結果約高出2 倍,但與理論模型所得的結果較為符合。
  2. 完成淘氣精靈生成閃電的電流預測分析,並與ISUAL 的觀測資料與美國NLDN 閃電資料相互驗證。
  3. 使用ISAUL 的五年資料,完成全世界第一次的各種高空短暫發光現象全球分布圖。
  4. 觀測資料也顯示各種高空短暫發光現象中,以淘氣精靈數量最多,約佔80%;訂正了以前地面觀測所認為紅色精靈是最常發生的錯誤印象。
  5. 利用ISUAL的光譜光度資料,也可估算出每個紅色精靈、精靈暈盤和淘氣精靈發生時,釋放出的平均能量為22、14 和19 MJ 。如再考慮全球發生率,則能推估出紅色精靈、精靈暈盤和淘氣精靈每分鐘分別傳送22、14及13 MJ 的能量到上大氣層。這些能量的注入,對高空大氣的化學組成(例如會影響臭氧生成的NOx)可能會有相當重要的影響。
  6. 發表了世界上第一篇具有高時間解析度的巨大噴流光譜與光度資料,並首次估算出巨大噴流中在發展完整的噴流階段時,高空中的電場與平均電子能量隨高度變化的情形。
  7. 從ISUAL的資料,發現巨大噴流(GJ)的三種不同的型態。
  8. 將ISUAL資料與氣象衛星資料相比較,可以發現陶氣精靈的全球分布情形,在低緯度的事件與間熱帶輻合區(ITCZ)一樣,隨著季節南北移動,而高緯度的事件與風暴路徑(storm tracks)相符。
  9. 首次從ISUAL 的762nm 波段影像觀測資料,發現紅色精靈的輻射中有O2 的Atmospheric band 的存在。
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