电离层偶发E（Sporadic E, Es）层是电离层E区的典型不均匀结构，在中低纬区域，Es层由金属离子（如铁离子, 镁离子等）受垂直风切变作用产生汇集形成，具有高密度的特点。Es层在电离层-大气层耦合中起着重要作用，被广泛用于远距离无线电通讯，对卫星信号传输存在显著干扰。大气重力波是将动量和能量从低层大气传输到电离层的关键介质，被认为是形成Es层小尺度、短周期结构的主要调制源。然而，受限于传统探测手段分辨率的不足，大气重力波对Es层的调制作用缺乏直接观测证据。

中国科学院地质与地球物理研究所三亚非相干散射雷达团队联合国外学者，基于三亚雷达对电离层电子密度的高分辨探测（距离分辨率37.5 米、时间分辨率50 秒），首次在观测中证实了中尺度大气重力波对低纬Es层的直接调制作用。观测结果表明，受重力波调制，Es层在水平维度呈现周期约10分钟、水平波长约55公里的波状结构，同时重力波持续向上传播，与背景潮汐风相互作用，在不同高度激发了Es层振幅随高度增加的水平波动，并加速了Es层的水平漂移。该研究解释了Es层时空演化过程与重力波调制的密切联系，证实了重力波调制Es水平结构和漂移速度，引发低纬Es层异常快速振荡的机制。

图 2024年9月27日03:45:57（世界时）起，三亚非相干散射雷达在三个不同纬度、同一高度捕获的Es层波动结构的水平漂移；黑色箭头表示Es层随时间变化的运动轨迹，红色双箭头表示波状结构的水平波长和周期

研究成果发表于国际学术期刊GRL（王俊逸，乐新安*，蔡毅徽，丁锋，周旭，Jorge L Chau, David C Fritts, Juha Vierinen, Alan Z Liu, 宁百齐. Direct Observational Evidence of the Mesoscale Gravity Wave Modulations on Low-Latitude Sporadic E Layer [J]. Geophysical Research Letters, 2026, 53, e2025GL121033. DOI: 10.1029/2025GL121033.）。研究受国家自然科学基金（42425403, 42304191, 42388101）、中国科学院基础研究领域青年团队稳定支持项目（YSBR-018）、中国科学院战略性先导科技专项B类（XDB0780000）以及子午工程的共同资助。