极光是由太空中的带电粒子沿着地球磁场沉降至电离层碰撞中性大气发出的。从全球范围来看，极光的总体形态像一个围绕地球磁极的椭圆环状区域，被称作极光椭圆或者极光卵。
科学界一直认为，在磁正午附近，极光卵的赤道侧边界大致平滑(图1a)，对应大致平滑的日侧磁层顶。2015年，利用中国北极黄河站地面极光观测，韩德胜等人发现在磁正午附近常常存在一种向低纬度延伸出的南北向极光弧(图1b)。因为这种特殊的极光弧只在电离层对流喉区出现，因此被称作喉区极光。前人研究表明喉区极光对应磁层顶上频发的、尺度可观的、可能由磁重联引起的凹陷结构。这种凹陷结构的产生是一个涉及太阳风、磁层、电离层相互耦合的系统性过程。该过程对太阳风-磁层之间的能量与物质交换非常重要，可能会有不可忽略的空间天气效应。
《中国科学：地球科学》英文版近期发表了同济大学海洋与地球科学学院周苏博士为第一作者、韩德胜教授为通讯作者的论文，首次展示了在全球视野中喉区极光形态及其电离层效应。文章通过分析美国DMSP卫星的观测数据，首次展示了全球视野中带喉区极光的极光卵形态(图1c~1f)，并详细分析了与之伴随的电离层效应(图2)。
图1 极光观测形态
(a)DMSP卫星观测到的不包含喉区极光的极光椭圆; (b)黄河站观测到的喉区极光; (c)~(f) DMSP卫星观测到的喉区极光
图2 2010年6月28日观测喉区极光及电离层特征
该研究结果完美验证了前期基于地面观测所做的磁正午附近极光卵形态的推测，证实磁正午附近的极光卵赤道侧边界远非一个大致平滑的边界。图1所示的观测结果可能会改变人们对日侧极光卵的传统认知。
文章出版信息：
Zhou S, Han D, Gokani S A, Selvakumaran R, Zhang Y. 2020. Throat aurora observed by DMSP/SSUSI in a global view.Science China Earth Sciences, 63(6)：891-898，https://doi.org/10.1007/s11430-019-9592-y
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