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电离层电场在电离层动力过程中有着极其重要的作用。在当前相应的探测手段非常有限的情况下,采用理论模式研究电离层电场不失为一种有效方法。本文在评述了现有电离层发电机理论的基础上,提出了一个新的电离层电场理论模式,希望以此为电离层电场及电离层动力过程的研究提供一种新的手段。首先,我们根据电离层发电机理论的基本方程,采用地磁偶极坐标系,推导了电离层电场对应的电势满足的偏微分方程,该方程即为新的电场理论模式的出发方程。其次,电离层理论模式出发方程系数中的参量就是该模式的外部输入参量,主要有背景中性风场和电导率。其中,电导率输入参量采用Forbes(1975)的处理方式获得,即将电导率表示为地磁赤道上空正午时刻的电导率垂直剖面与周日变化因子和纬度变化因子的乘积,从而使新的电场理论模式可给出不同当地时间、地磁纬度和高度等情况下的电离层电场。而中性风场输入参量则直接由大气水平风模式HWM93算出,从而通过在风模式计算中输入的不同参量,使新的电场理论模式可进一步用于计算不同季节及不同太阳和地磁活动参数条件下的电离层电场。最后,采用谱分解方法求解新的电场理论模式的出发方程,即将出发方程中的待求电势场以及方程系数随当地时间(或地磁经度)的变化分解为基本周期为周日(或360度)的傅利叶级数,从而将偏微分形式的出发方程化为容易求解的常微分方程组。总之,新的电离层电场理论模式可以在不同太阳与地磁活动情况下,计算中低纬电离层电势、电场、电流等随时间(当地时间、季节)、高度和地磁纬度的分布。利用新提出的电离层电场理论模式,我们研究了极化电场的时空结构、赤道电集流在高度上和子午面内的分布,以及其周日变化的规律,并考察了垂直高度上积分后的水平电流的形态。初步的计算结果显示:(1)极化电场的空间不均匀性和电导率的空间不均匀性,导致积累电荷的出现,在空间形成电场的源和汇;(2)赤道电集流在垂直高度上可形成双峰分布,在赤道两侧则可出现反向电流的现象;(3)沿高度积分的水平电流显示出与Sq电流体系对应的水平结构,并且在夜间时段出现了由北半球流向南半球的电流。上述结果与现有文献报道的观测和模拟结果吻合,说明新电场模式在原理描述上的正确性和数值求解的可靠性。新的电离层电场理论模式可以直接用于研究与电场相关的各种中低纬电离层动力学现象,从而在当前普遍关心的电离层空间天气、电离层模式描述以及我国电离层地区特性成因等方面的研究工作中都将可能找到重要应用。