【試題詳情】（一）極區(qū)電離層等離子體云塊及其影響
等離子體是由分離的離子和電子組成的一種物質(zhì)。它廣泛存在于字宙中，常被視為物質(zhì)的第四態(tài)。等高子體具有很高的電導(dǎo)率,與電磁場存在極強(qiáng)的耦合作用。
太陽風(fēng)是從太陽上層大氣噴射出的超高速等離子體流,它攜帶能量巨大的帶電粒子流，不斷撞擊著包括地球在內(nèi)的大陽系所有行星的大氣層。而地球等行星具有的全球性磁場可以有效地阻擋和偏轉(zhuǎn)大多數(shù)太陽風(fēng)的帶電粒子,防止它們與地球等行星大氣層進(jìn)一步發(fā)生直接相互作用。然而,地球磁力線在兩極地區(qū)高度匯聚并幾近垂直向太空開放,太陽風(fēng)攜帶的高能粒子能直接“撞”進(jìn)兩極的大氣層,形成極光。
較之地球其他地區(qū),極區(qū)電離層等離子體的運(yùn)動(dòng)和演化過程極為復(fù)雜,并伴隨著眾多不均勻體結(jié)構(gòu)的形成,其中等高子體云塊最為常見。
極區(qū)電離層等離子體云塊的形成和演化常常引起極端空間天氣環(huán)境,給人類的通信、導(dǎo)航、電力設(shè)施和航天系統(tǒng)等造成很大的危害。形成和演化中的等離子體云塊與背景等高子體間的密度梯度會(huì)對(duì)通信和導(dǎo)航信號(hào)產(chǎn)生很大的干擾。例如,會(huì)使得人類的超視距無線通信和衛(wèi)星-地面間的通信中斷,直接影響近地飛行器(飛機(jī)、宇宙飛船等)和低軌衛(wèi)星等的正常運(yùn)行及其與地面的通信,甚至威脅航天員的生命安全。因此,相關(guān)研究是國際空間天氣學(xué)領(lǐng)域中最重要的課題之一。
（二）--________________________________
地球大氣中的某些成分會(huì)因太陽光的照射而被電離，在向陽側(cè)形成密度較高的電離層等離子體。這些等離子體受到地球自轉(zhuǎn)和電離層對(duì)流的影響后,部分被“甩”成一個(gè)“舌狀”的窄帶,即舌狀電離區(qū)。研究表明,極區(qū)電離層等離子體云塊可能源自舌狀電離區(qū)。
目前,極區(qū)電離層等離子體云塊的形成機(jī)制被歸納為以下三種:
1．地球磁力線分為向陽側(cè)磁力線和背陽側(cè)磁力線兩部分，而南北半球的這兩部分磁力線之間都存在一個(gè)漏斗型的區(qū)城,被稱為極隙區(qū),該區(qū)城內(nèi)磁幾乎為零。來自太陽風(fēng)的等離子體能通過極隙區(qū)直接侵入地球極區(qū)大氣層即:極隙區(qū)的對(duì)流模式受行星際磁場調(diào)制,導(dǎo)致不同密度的等離子體先后進(jìn)極隙區(qū)而形成等離子體云塊。
2．由新開放磁通管中增強(qiáng)的等離子體復(fù)合，引起爆發(fā)式對(duì)流通道中的等離子耗散而形成等離子體云塊。
3．兩條反向磁力線無限接近時(shí)分別斷開并“重新聯(lián)接”的物理過程稱為磁重聯(lián)，該過程中伴隨著物質(zhì)間能量的轉(zhuǎn)化和輸運(yùn)。日側(cè)磁重聯(lián)便是太陽風(fēng)能量、動(dòng)量和質(zhì)量向地球輸運(yùn)的主要途徑之一。脈沖式日側(cè)磁重聯(lián)的發(fā)生，使得開閉磁力線邊界向赤道方向高密度光致電離區(qū)域侵蝕，隨后攜帶高密度等離子體沿極區(qū)電離層對(duì)流線向極蓋區(qū)運(yùn)動(dòng)而形成等離子體云塊。
近年來，歐美科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，上述三種機(jī)制相互關(guān)聯(lián)、彼此依存。然而，由于極區(qū)自然環(huán)境惡劣和觀測的局限性，無法獲得極區(qū)電離層等離子體云塊形成演化的完整、清晰的動(dòng)態(tài)物理圖像。究竟哪種機(jī)制占主導(dǎo)作用仍不清楚，結(jié)論有待進(jìn)一步證實(shí)。
（三）______________________________________________
要研究極區(qū)電離層等離子體云塊的形成和演化特征，必須在極區(qū)電離層進(jìn)行大范圍的連續(xù)觀測。目前，國際上符合此項(xiàng)要求的觀測設(shè)備只有超級(jí)雙子極光雷達(dá)網(wǎng)（SuperDARN）和全球定位系統(tǒng)（GPS）地面接收機(jī)網(wǎng)。
超級(jí)雙子極光雷達(dá)網(wǎng)由分布在南北半球的31部高頻相干散射雷達(dá)組成，其中北半球22部，南半球9部。在正常工作模式下，每部超級(jí)雙子極光雷達(dá)在16個(gè)波束方向上連續(xù)掃描，覆蓋約52°方位角的扇形區(qū)域，該區(qū)域離雷達(dá)最遠(yuǎn)距離約3000公里。每部雷達(dá)通過探測電離層中不均勻的散射回波信號(hào)并加以分析，能得到電離層不均勻體的回波強(qiáng)度、視線速度等。若兩部雷達(dá)同時(shí)從不同的方向?qū)ν粋€(gè)小區(qū)域進(jìn)行探測的話，便可根據(jù)該區(qū)域上空雷達(dá)的兩個(gè)視線速度向量獲取該區(qū)域上空的速度合向量，該合向量反映的就是該區(qū)域等離子體的對(duì)流速度。超級(jí)雙子極光雷達(dá)網(wǎng)幾乎覆蓋了南北極整個(gè)極區(qū)，且對(duì)大部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了兩部以上雷達(dá)的同時(shí)探測，因此可提供極區(qū)全域?qū)α鲾?shù)據(jù)，即可提供極區(qū)電離層等離子體全域?qū)α髑闆r。
而全球?qū)Ш叫l(wèi)星的廣泛應(yīng)用為探測和研究電離層帶來了革命性的變化。眾多導(dǎo)航衛(wèi)星組成GPS，GPS地面接收機(jī)可通過接收GPS信號(hào)，利用GPS信號(hào)折射效應(yīng)來推導(dǎo)出電離層的電子總含量。GPS地面接收機(jī)也密集覆蓋北半球整個(gè)極區(qū)，可獲取電離層全域等離子體的密度分布。
利用國際超級(jí)雙子極光雷達(dá)網(wǎng)和全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)的聯(lián)合觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家直接觀測到在2011年9月26日一次強(qiáng)磁暴襲擾地球期間，極區(qū)電離層等離子體云塊的完整演化過程；經(jīng)過進(jìn)一步研究，首次發(fā)現(xiàn)夜側(cè)磁重聯(lián)在等離子體云塊演化過程中扮演重要的角色。

根據(jù)文章，按要求作答：
極區(qū)電離層等離子體云塊的形成和演化給人類活動(dòng)帶來的危害主要有：
A.作用于地球磁場，使大氣層產(chǎn)生高電導(dǎo)率
B.中斷超視距無線通信和衛(wèi)星-地面的通訊
C.影響飛機(jī)、宇宙飛船和低軌衛(wèi)星的正常運(yùn)行
D.在地球向陽側(cè)形成舌狀電離區(qū)，破壞GPS信號(hào)