電離層偶發(fā)E（Sporadic E, Es）層是電離層E區(qū)的典型不均勻結(jié)構(gòu)，在中低緯區(qū)域，Es層由金屬離子（如鐵離子, 鎂離子等）受垂直風(fēng)切變作用產(chǎn)生匯集形成，具有高密度的特點(diǎn)。Es層在電離層-大氣層耦合中起著重要作用，被廣泛用于遠(yuǎn)距離無線電通訊，對衛(wèi)星信號傳輸存在顯著干擾。大氣重力波是將動量和能量從低層大氣傳輸?shù)诫婋x層的關(guān)鍵介質(zhì)，被認(rèn)為是形成Es層小尺度、短周期結(jié)構(gòu)的主要調(diào)制源。然而，受限于傳統(tǒng)探測手段分辨率的不足，大氣重力波對Es層的調(diào)制作用缺乏直接觀測證據(jù)。
中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所三亞非相干散射雷達(dá)團(tuán)隊聯(lián)合國外學(xué)者，基于三亞雷達(dá)對電離層電子密度的高分辨探測（距離分辨率37.5 米、時間分辨率50 秒），首次在觀測中證實了中尺度大氣重力波對低緯Es層的直接調(diào)制作用。觀測結(jié)果表明，受重力波調(diào)制，Es層在水平維度呈現(xiàn)周期約10分鐘、水平波長約55公里的波狀結(jié)構(gòu)，同時重力波持續(xù)向上傳播，與背景潮汐風(fēng)相互作用，在不同高度激發(fā)了Es層振幅隨高度增加的水平波動，并加速了Es層的水平漂移。該研究解釋了Es層時空演化過程與重力波調(diào)制的密切聯(lián)系，證實了重力波調(diào)制Es水平結(jié)構(gòu)和漂移速度，引發(fā)低緯Es層異?？焖僬袷幍臋C(jī)制。
圖 2024年9月27日03:45:57（世界時）起，三亞非相干散射雷達(dá)在三個不同緯度、同一高度捕獲的Es層波動結(jié)構(gòu)的水平漂移；黑色箭頭表示Es層隨時間變化的運(yùn)動軌跡，紅色雙箭頭表示波狀結(jié)構(gòu)的水平波長和周期
研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊GRL（王俊逸，樂新安*，蔡毅徽，丁鋒，周旭，Jorge L Chau, David C Fritts, Juha Vierinen, Alan Z Liu, 寧百齊. Direct Observational Evidence of the Mesoscale Gravity Wave Modulations on Low-Latitude Sporadic E Layer [J].?Geophysical Research Letters, 2026, 53, e2025GL121033. DOI:?10.1029/2025GL121033.）。研究受國家自然科學(xué)基金（42425403, 42304191, 42388101）、中國科學(xué)院基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊穩(wěn)定支持項目（YSBR-018）、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項B類（XDB0780000）以及子午工程的共同資助。