哨声

[拼音]：shaosheng

[外文]：whistle

雷电激发的电磁波的声频部分能以近似纵向的右旋非常波模式穿透电离层，并近似地沿地球磁场的磁力线在两个半球的磁共轭点之间传播（图1）。由于它处于音频范围(通常在500赫到10千赫)，在地面或卫星上可接收到不同频率的、时延不同、类似口哨的声音，故称哨声。哨声一般持续时间约从十分之几秒（对应于在卫星上或低纬度地面接收）到几秒（对应于高、中纬度地面接收）。

哨声的传播路径经过电离层和磁层，因此，在地面或卫星上接收到的哨声中，包含有许多有关磁层和电离层的信息。在高、中纬度地区，哨声沿地磁场传播并遵守纵向传播规律。传播时间可由下式决定：

式中vg为群速度；ds为沿地磁场传播路径元；c为光速；f为频率；fH为电子回旋频率；fP为等离子频率。在频率f与传播时间t的曲线上，有一对应传播时间最小的频率，称为鼻频fn（图2），它大致正比于传播路径顶点（即赤道面）的电子回旋频率。

对于低纬度地区，fH>>f，上式变为

传播时间与频率的平方根成反比，称为埃克斯利定律。对应于一定的传播路径，fP及fH为一定值，故可用下式表示上述关系（图3）：

D称为色散值(秒)。低纬度地区的哨声色散值为10～50秒。

哨声研究是利用天然发射源和甚低频电磁波传播特性发现磁层特征的一个范例。例如，斯托雷在1953年预言在 F层以上有高电子密度的等离子体。R.A.海涅维尔和D.L.卡彭特等分别在1956年和1962年发现了鼻频和等离子层顶关系等。在国际地球物理年（1957～1958年），约有50个哨声站分布在从极区到赤道的范围内进行观测。美国在南极开展包括天然哨声和人工甚低频发射产生哨声模电磁波的研究。中国、日本在低纬度哨声方面的研究也取得一些新的进展。