Studies of Atmospheric Processes Using Imaging Science Techniques

利用成像科学技术研究大气过程

基本信息

  • 批准号:
    2152365
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 200.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Different regions of the Earth’s upper atmosphere host different processes and phenomena. Near the magnetic equator, ionized gas or plasma often develops into highly structured plume forms, while closer to the poles either stable or traveling large-scale plasma structures occur. Many of these upper atmospheric phenomena have both radio and optical signatures, with radio communication channels being adversely affected by the plasma structures. Much can be learned about origins and impacts of upper atmospheric phenomena from observations of their optical signatures, particularly at multiple locations in the opposite hemispheres connected by the same geomagnetic field line (magnetically conjugate locations). The work will utilize the global network of 11 optical imagers previously deployed and currently operated by Boston University and focus on improved understanding of three phenomena: (1) structured plasma plumes at low magnetic latitudes, (2) medium-scale traveling disturbances at middle latitudes, and (3) stable auroral red arcs and related optical phenomena at subauroral latitudes. The research will examine the role of the geomagnetic field configuration in producing inter-hemispheric asymmetries in upper atmospheric processes at different latitudes and longitudes. It will further investigate conditions leading to intrusions from equatorial and subauroral regions into middle latitudes, where most of the U.S. population resides, and the associated effects of the generated structures. Furthermore, this research will examine characteristics and magnetic conjugacy of subauroral optical structures. The work will foster international cooperation by leveraging imaging optical observations and science collaborators in South Africa, Mexico, and Europe as well as citizen scientists in Canada, US, Europe, and New Zealand. STEM educational opportunities for underrepresented minorities will be enhanced by investigators giving guest lectures and serving as judges for the O’Bryant School for Mathematics and Science, a grades 7-12 Boston Public School with a very large minority population. Finally, this project will develop STEM workforce by supporting and involving students and early-career postdoctoral researcher in field observations and optical image processing.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
地球上层大气的不同地区拥有不同的过程和现象。在磁性等效器附近,离子气体或血浆通常会形成高度结构化的李子形式,而靠近杆子稳定或行进的大规模等离子体结构。这些上层大气现象中的许多既有无线电和光学特征,阳光通信通道会受到等离子体结构的不利影响。从观察到其光学特征的观察结果,尤其是在通过相同的地磁场系连接的相对半球的多个位置(磁性结合位置)连接的相对半球的多个位置,可以从观察到其光学特征的观察结果上了解很多关于起源和影响的影响。 The work will utilize the global network of 11 optical imagesrs previously deployed and currently operated by Boston University and focus on improved understanding of three phenomena: (1) structured plasma plumes at low magnetic latitudes, (2) medium-scale travelling disasters at middle latitudes, and (3) stable auroral red arcs and related optical phenomena at subauroral latitudes.该研究将研究地磁场构型在不同纬度和纵向的上层大气过程中产生半球间不对称的作用。它将进一步调查导致赤道和下龙产区域侵入中间纬度的条件,其中大多数美国人口所在,以及生成的结构的相关作用。此外,这项研究将检查亚回结构的特征和磁性。这项工作将通过利用成像的光学观察和科学合作者以及加拿大,美国,欧洲和新西兰的公民科学家来促进国际合作。调查人员为嘉宾讲座和作为奥比特人数学和科学学院的法官(波士顿7 - 12年级的波士顿公立学校,具有很大的少数学院)的法官提供了宾客讲座和担任法官,从而增加了代表性不足的少数民族的STEM教育机会。最后,该项目将通过支持和参与学生和早期职业博士后研究人员参与现场观察和光学图像处理来发展STEM劳动力。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为值得通过基金会的知识分子优点和更广泛的影响标准通过评估来进行评估。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ground-based assets to support the GDC mission
支持 GDC 任务的地面资产
  • DOI:
    10.3847/25c2cfeb.8762c917
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Goodwin, Lindsay;Gallardo-Lacourt, Bea;Bhatt, Asti;Chen, Thomas Y.;Perry, Gareth;Martinis, Carlos;Goncharenko, Larisa;Varney, Roger H.
  • 通讯作者:
    Varney, Roger H.
Rainbow of the Night: First Direct Observation of a SAR Arc Evolving Into STEVE
夜晚的彩虹:首次直接观察到 SAR 弧演化为 STEVE
  • DOI:
    10.1029/2022gl098511
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Martinis, C.;Griffin, I.;Gallardo‐Lacourt, B.;Wroten, J.;Nishimura, Y.;Baumgardner, J.;Knudsen, D. J.
  • 通讯作者:
    Knudsen, D. J.
Multi‐Scale Density Structures in the Plasmaspheric Plume During a Geomagnetic Storm
地磁暴期间等离子体层羽流的多尺度密度结构
  • DOI:
    10.1029/2021ja030230
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nishimura, Y.;Goldstein, J.;Martinis, C.;Ma, Q.;Li, W.;Zhang, S. R.;Coster, A. J.;Mrak, S.;Semeter, J. L.;Nishitani, N.
  • 通讯作者:
    Nishitani, N.
On the Role of E‐F Region Coupling in the Generation of Nighttime MSTIDs During Summer and Equinox: Case Studies Over Northern Germany
夏季和春分期间 E−F 区域耦合在夜间 MSTID 生成中的作用:德国北部案例研究
  • DOI:
    10.1029/2021ja030159
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sivakandan, Mani;Martinis, Carlos;Otsuka, Yuichi;Chau, Jorge L.;Norrell, Jessica;Mielich, Jens;Conte, J. Federico;Stolle, Claudia;Rodríguez‐Zuluaga, J.;Shinbori, Atsuki
  • 通讯作者:
    Shinbori, Atsuki
Thermospheric dynamics studies using the Fabry-Perot Inteferometer network in Western South America
使用南美洲西部的法布里-珀罗干涉仪网络进行热层动力学研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Luis Navarro;Carlos R. Martinis;John W Meriwether
  • 通讯作者:
    John W Meriwether
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    2230440
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 200.09万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 200.09万
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    2016
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    $ 200.09万
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    $ 200.09万
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  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 200.09万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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  • 批准号:
    1246423
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 200.09万
  • 项目类别:
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  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 200.09万
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    0925893
  • 财政年份:
    2010
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  • 批准号:
    0836452
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    2009
  • 资助金额:
    $ 200.09万
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