台风期间厦门电离层变化的一次特例分析

文中利用中国气象局厦门电离层监测站的电离层频高图数据,研究了2007年登陆地点在厦门附近地区的3次台风登陆事件期间厦门电离层的变化,分析比较了台风登陆前后F2层临界频率(foF2)的相对变化、电离层Es和扩展F出现率等,结果显示这3次台风登陆均导致电离层foF2扰动,偶发E层(Es)和扩展F的出现率在3次台风临近登陆和登陆后都有明显的增加。台风圣帕(Sepat)登陆前一天,电离层foF2出现了相对月中值达40%(约4 MHz)的增强,登陆后电离层foF2迅速降低到月中值水平;台风韦帕(Wipha)登陆后电离层foF2从登陆前的略高于月中值的水平迅速下降到月中值以下(降幅达30%)并持续4天。台风罗莎登陆前的2天内电离层foF2低于月中值,台风罗莎登陆当天电离层foF2恢复到月中值水平,随后foF2出现了1天的下降和连续3天的增强。初步分析认为由于台风登陆前后,强烈的海气、陆气相互作用可能影响到电离层高度,从而导致对电离层foF2、Es和扩展F等参量发生变化。利用Wang(2005)提出的CoP机制,可以较好地解释台风登陆导致foF2下降,但文中发现在台风临近登陆出现的foF2上升的现象,则需要进一步深入分析研究。

GPS实时监测和预报电离层电子含量

GPS能高精度地实时监测电离层总电子含量(TEC)变化,对纠正单频GPS接收机电离层延迟和监测电离层活动及其所反映的太阳活动规律具有重要意义。上海地区GPS综合应用网的建立,为监测长江三角洲地区电离层变化提供了宝贵的资料,利用这些双频GPS接收机的连续观测资料,可近实时地监测和预报该地区电离层总电子含量,其内外符精度和外推预报30分钟的精度均优于0.4m。

利用人工神经网络预测电离层F_2层骚扰

利用人工神经网络技术 ,提出预报离散随机的电离层骚扰事件的新方案 .本文重点讨论了预报电离层骚扰的人工神经网络的构造 ,采用模糊理论和模式识别的思想构造了网络的输入层和输出层 .将与电离层骚扰相关的日面现象如太阳耀斑、黑子等的日面位置、强度等参量作为网络的输入 ,该方案预报结果检验中 ,使传统方法难以预报的小型和中型电离层 (骚扰达到 80 %以上 )的预报准确率有所提高 .最后还提出了利用人工神经网络识别单一型别骚扰事件的方案 ,预报准确率在 95%以上。

太阳宇宙线在电离层D层中的电离

本文根据带电粒子对D层大气电离的理论,导出了太阳宇宙线在D层的电子产生率Q(h)的表达式,并计算了不同级别的太阳宇宙线事件、不同能谱参数下,Q(h)在极区随高度的分布。结果表明,不同级别、不同能谱的太阳宇宙线事件在极区产生的电离有显著的差别。同一级别,能谱指数γ越大,在较高的高度上电子产生率越大;能谱指数越小,在较低的高度上电子产生率越大。电子产生率的分布曲线出现明显的双峰,一个峰位于60公里左右,另一个峰位于85公里左右。前一个峰主要由太阳宇宙线中质子产生的,后一个峰主要是z≥2的重粒子成分产生的。本文所得结果明显好于Velinov等人的结果。

用非相干散射雷达链的观测资料研究高、低纬电离层间的耦合

本文用美国NCAR非相干散射雷达链的观测资料进行了两个事例分析。结果表明,在所选事例的中、弱磁扰期间,高低纬电离层间以动力耦合效应为主,即扰动电离层发电机的特征较明显。由于赤道电离层特性和赤道站雷达观测灵敏度较高,从而也观测到与扰动电场从高纬直接穿透过来相关的电动耦合现象。最后,对有关的物理过程进行了讨论。

太阳耀斑与粒子沉降对极区低电离层的影响

在南极中山站利用甚低频传播手段观测太阳耀斑爆发及极区粒子沉降对低电离层的影响。在一个月的时间里共观测到 6 0次太阳耀斑爆发事件 ,其中最大的一次耀斑爆发引起低电离层等效反射高度下降 8.7公里 ,X射线 (1 - 8A)峰值流量为 3 .5× 1 0 - 2尔格 /(厘米 2·秒 ) ,造成中山站至北京的短波通讯中断 1小时。在这次耀斑爆发 5 8小时以后 ,又观测到在南极地区有粒子沉降事件 ,并引起低电离层等效高度下降 3 .3公里。

同步高度区电离层离子分布的半经验模型

以卫星观测资料为基础,采用理论模型和数值分析方法,研究了不同地磁活动条件下同步高度区O^+离子密度和通量密度的分布,主要结果为向阳侧O^+离子密度和通量密度较高,在背阳侧较低;K_p越大,O^+离子密度和通量密度及其沿经度的变化越大,理论值与半经验值之间的离差也越大;O^+离子密度和通量密度分别在经度120°和240°附近最小,K_p≥6时,在经度0°处最大,K_p<6时,分别在经度60°和300°附近最大。

南亚高压对青藏高原臭氧谷的动力作用

利用臭氧观测光谱仪/太阳紫外线后向散射仪(TOMS/SBUV)的臭氧总量资料和SAGEⅡ臭氧廓线资料计算了青藏高原区纬向偏差(一个量减去该量的纬圈平均值,定义为该量的纬向偏差)臭氧总量的逐月变化和高原区150—50hPa高度纬向偏差臭氧量的变化,二者相关显著,相关系数为0.977。由于在150—50hPa高度,夏季青藏高原臭氧谷最强,南亚高压最活跃,因此,青藏高原臭氧谷与南亚高压可能存在联系。在运行WACCM3模式时,将青藏高原地形高度削减至1500m,在150—50hPa高度南亚高压和青藏高原臭氧谷仍存在;该高度上南亚高压强度变小,青藏高原臭氧谷也减弱;南亚高压季节移动发生改变,青藏高原臭氧谷季节变化也随之改变。因此,推测南亚高压可能对青藏高原臭氧谷有重要作用。接着分析了模式输出的青藏高原区经向、纬向和垂直方向的臭氧输送。在南亚高压季节变化的不同阶段和不同方向上,环流对青藏高原臭氧谷的作用明显不同。150—50hPa,南亚高压上高原时,纬(经)向输送使青藏高原臭氧谷加深(变浅),垂直输送在低(高)层使青藏高原臭氧谷加深(变浅),总的动力作用使青藏高原臭氧谷减弱;南亚高压稳定在高原上空时,纬(经)向输送使青藏高原臭氧谷变浅(加深),垂直输送在中(底和顶)层使青藏高原臭氧谷加深(变浅),总的动力作用使青藏高原臭氧谷加深;在南亚高压从高原撤退时,纬(经)向作用使青藏高原臭氧谷加深(变浅),垂直作用使青藏高原臭氧谷变浅,总的动力作用使青藏高原臭氧谷中(底和顶)层加深;当南亚高压移至热带太平洋时,南亚高压对高原区臭氧影响较弱。

电离层对核电磁脉冲传播特性影响的分析

引入傅立叶变换,对高空核爆激励的瞬态电磁脉冲信号通过电离层向同步卫星轨道传播后的波形进行了分析。由于电离层的色散特性,使原来的瞬态电磁场不同频率的成分相互分离,频率高的相速度快,频率低的相速度慢,使到达卫星轨道的波形成为一衰减振荡,且波形持续时间拉大。考虑电离层的衰减,对20～100km爆高的核电磁脉冲传播至卫星轨道后的电场仍是可以监测到的。

国际参考电离层模型的研究与探讨

国际参考电离层模型(IRI)是根据大量的地面观测资料和多年累积的电离层研究成果建立起来的,是目前国际应用最广的经验电离层模型,以统计预报的模式反映了平静电离层的平均状态,能够较好地给出全球电离层的相关参数。本文论述了IRI的组织机构,并对IRI的发展历程和各个版本的新功能进行了总结,对IRI预报的主要电离层参数进行了研究,用实例指出IRI存在的主要问题和未来的主要发展方向,为扩大IRI应用范围和提高IRI预报参数的精度提供了基础。

利用IGS的GPS资料确定全球电离层TEC的初步结果与分析

尝试利用球谐函数模型和2000年7月15日139个IGS(International GPS Service)站的双频GPS观测数据计算了全球电离层电子总含量(total electron content TEC),给出了基本方法和初步结果;分析和讨论了目前利用GPS资料确定全球电离层TEC形态所存在的困难和需进一步解决的问题;对这项工作的深入研究提出了若干建议。

声重波激发的赤道Spread—F的拓扑特性研究

本文对声重波激发的Spread-F扰动的非线性制约方程的拓扑特性进行了定性讨论和数值计算．研究了Spread-F的混沌特征及参数范围．结果表明声重波在不同条件时对Spread-F的激发作用有本质的不同．

地震前的电磁效应

伴随着孕震后期加剧的岩石应变与破裂过程,孕震区及其附近岩层出现机-电能量转换,并相应地激发了某些电磁效应。文中主要分析了地震前的电离层电磁效应,提出了附加电离区的VLF电波检测等监测手段,对强震的短临预测具有较为重要的意义。

A P.hysical Numerical Ionospheric Model and Its Simulation Results

This paper describes the construction of a one-dimensional time-dependent theoretical ionospheric model, which is based on numerical solution of continuity and momentum equations for , and NO+. The model is designed to have an option to incorporate the observational ionospheric characteristic parameters into the numerical model to indirectly determine the upper boundary condition when solving the transport equations of O+. A preliminary simulation result of the model when used to simulate the ionosphere during April 18 ~ May 10, 1998, which includes both quiet and disturbed periods, showed that the model constructed is able to reproduce the observational results reasonably well both for quiet and disturbed periods.

改进Klobuchar电离层延迟模型在中国地区的精度评估

Klobuchar模型基本能反映电离层的时空变化特性,但该模型固定了初始相位以及夜间时延值,给模型引入了误差。因此,以电离层双频改正模型为背景场,利用中国境内外IGS站实测数据的准确性,不断改正Klobuchar模型的初始相位、夜间时延值和振幅,从而建立中国地区电离层延迟模型,并对改进的Klobuchar模型在中国地区的精度进行评估以及适用情况分析。结果表明:改进的Klobuchar模型精度显著提高,适用于中国地区在不同时空环境下的电离层模型建立。

Klobuchar模型与CODE-TEC的比较分析

本文利用国际GNSS服务发布的电离层TEC格网数据和Klobuchar模型预测TEC数据,应用数理统计、时间序列分析方法,对两者进行全球、单站的对比分析,研究发现:通过全球整体性的TEC对比发现,Klobuchar模型预测TEC普遍低于CODE-TEC,且2016年Klobuchar模型的预报能力较低,其TEC与CODE-TEC相差较大,Klobuchar模型在除异常区域外的地区预测能力较差,未体现南北半球TEC的不对称性。基于单个格网点TEC日变化对Klobuchar模型和CODE-TEC进行对比分析发现,2008年Klobuchar模型预测TEC与CODE-TEC符合度较高,但未体现出夜间增强现象,2016年该模型的预测能力较差,精度较低。

基于ARIMA误差修正预测的Klobuchar模型精化

为了提高目前传统Klobuchar模型电离层延迟改正精度仅有50%~60%的修正率的现状,提出一种基于ARIMA误差修正预测的精化方法。采用IGS中心提供的电离层观测数据,利用双频改正模型解算的电离层VTEC值作为参考值,使用ARIMA模型对每个历元前8天Klobuchar模型和参考值之间的偏差值进行2天的短期预测,对Klobuchar模型加以偏差预测改正数进行改进。采用算例将参考值检验改进的A-Klobuchar模型的预报精度与Klobuchar模型的预报精度进行对比,结果表明:改进后的A-Klobuchar模型的精度明显高于Klobuchar模型,其总体预报精度达到了77.17%,能更显著地反映出电离层的周日变化特性。

地球电离层对短波通信的影响分析

现代通信中,短波通信凭借发射功率小、传输距离远、建站速度快、机动性能好的特点,被广泛用于文电传输、语音电话、低速数据和静态图像业务场景,并在远程通信、应急通信中占据极其重要的地位。本文首先介绍了短波通信的特点,分析了其优势和不足;其次介绍了电离层产生的原因及分层;再次重点分析了电离层对短波通信的影响,并给出了附加电离层影响和最新研究方向;最后对全文进行总结。

设计距离为5的二元BCH码的周期和广义周期分布

利用对偶码周期分布的关系 ,给出了设计距离为 5的二元BCH码的周期分布、广义周期分布表达式 .

电离层中的物理过程

首先讨论了电离层中动力学过程和电磁学过程 ,然后分析电离层不规则结构形成的物理机制 ,为运用无线电波探测电离层提供了理论指导。