打印电子密度(Ne)和电子温度(Te)是研究电离层等离子体状态非常重要的两个参量，现在卫星上多利用朗缪尔探针测量Ne和Te。朗缪尔探针在探测过程中比较容易受到周围环境的污染，因此对朗缪尔探针观测的数据必须经过准确的检验才能保证其质量。
本文借助卫星和地面同步观测数据以及相关经验模型，召开了对“张衡一号”卫星(CSES)搭载的朗缪尔探针(LAP)测得的Ne和Te的对比分析和质量检验。综合比较了CSES观测的Ne/Te，Swarm B卫星和Millstone Hill站非相干散射雷达(ISR)同步观测的Ne/Te，以及借助经验模型预测得到的Ne/Te。结果表明：CSES和Swarm两颗卫星观测的Ne/Te在相同观测时刻、相近位置具有很好的相关性和一致的分布（图1），尽管Swarm Ne的绝对值大于CSES Ne。对于电离层大尺度结构，如赤道电离异常(EIA)、威德尔海异常(WSA)、北部中纬度夏季夜间异常(MSNA)、中纬度弧(MLA)和中纬度电离层槽(MIT)等，CSES观测数据都能很好的反应其特征，并且在细节表现上更优于Swarm观测数据（图2）。CSES Ne/Te的时间变化与ISRIM预测的Ne/Te也大致相似（图3）。一个有意思的现象是：在Millstone Hill站位置，夜侧CSES观测的 Ne与IRI和ISRIM预测的Ne显示出一些不同的特征，主要原因是Millstone Hill站刚好位于MIT和MLA的位置，因此实际观测数据表现出冬季高于夏季的特征，比模型预测结果更能反应真实的电离层变化特征。
本研究证实了CSES观测的Ne/Te真实可靠，在地球物理和空间物理科学领域具有较大的应用潜力。
图1 CSES Ne和Swarm Ne在夏季（a, c）、秋季（b, d）以及日侧（a, b）和夜侧（c, d）的线性关系分析
图2 磁平静条件下CSES与Swarm在地方时02:00时的观测的Ne全球分布。从左至右分别对应着夏季、冬季和秋季
图3 2018年5月-2019年11月CSES（红色）、ISR（绿色）和ISRIM（蓝色）同步观测的Ne/Te时间序列对比分析
该项成果发表在国际著名学术期刊Journal of Geophysical Research (JGR)– Space Physics(IF=2.769)。
原文链接：Yan, R., Zhima, Z., Xiong, C., Shen, X.,Huang, J., Guan, Y., et al. (2020). Comparison of electron density and temperature from the CSES satellite with other space‐borne and ground‐based observations. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 125, e2019JA027747. http://doi.org/10.1029/2019JA027747
