一种电离层f0F2和M(3000)F2长期预测新方法

将观测站实测数据的月中值按世界时进行排列,分析得到了电离层参数与太阳活动性指数F12之间的相关系数,然后,根据F12的预测数据,可以预测得到观测站的电离层参数。之后,通过Kriging地理插值法可以预测得到一定区域内观测站以外任一地点的电离层参数。上述过程形成了一个完整的区域电离层参数长期预测方法。

我国电离层的概貌

本文叙述我国8个常规电离层观测站1960年到1982年电离层参数f。E、h′E、f°F2、h′f和f°Es等一些统计结果,表明E层主要受太阳热辐射的控制,日变化规律性强。F层受中层大气热状态和太阳活动性的影响较显著,与磁场、空中电场特性的相关性较强,使得f°F2除了有很强的日变化、季变化外,还有很强的11年周期性变化与地理位置的变化。Es层的变化主要受中层大气热状态和动力状况的影响,其日变化与季变化较明显。

基于神经网络技术的f0F2短期预报方法

利用神经网络技术并考虑太阳和地磁活动对电离层的影响,提出一种提前1h预报电离层临界频率f0F2的方法。网络的输入包括时间、季节、地磁指数、太阳黑子数。太阳射电流量F10.7以及f0F2偏离月中值的一阶和二阶有限差和相对偏差。分别用广州和兰州站的历史数据进行检验,预报结果与观测数据符合得较好,比国际参考电离层更具有实用性。

利用单站地基GPS数据反演电离层电子密度

利用单站GPS观测数据对GPS硬件系统延迟作出修正,得到较精确的电离层总电子含量。根据Chapman电离层理论,建立电离层模型,利用遗传算法优化选择电离层关键参量,反演得到接收机上空电子密度剖面,结果表明:该方法用于太阳活动高年白天电子密度剖面反演效果优于国际参考电离层。

中国西部及周边区域电离层暴的统计特性

利用中国西部及周边9个电离层观测台站的历史数据,修正了统计研究中电离层暴事件的提取方式,在此基础上分析了区域内电离层暴的统计规律。研究表明,区域内以正暴为主,大暴主要发生在喷泉效应起作用的区域;多数台站冬季多正暴,夏季多负暴,春秋季二者相当,但在个别台站有较大差异;暴的起始时间主要分布于日落后,且在不同纬度略有差别。

支持向量机方法在电离层短期预报中的应用

支持向量机是一种崭新的机器学习方法,将支持向量机方法应用于电离层参数短期预报,提前一小时预报了电离层临界频率foF2。用海口站太阳活动高低年各个季节的历史数据进行了检验,预报误差在不同的太阳活动水平不同的季节各不相同。预报结果与IRI比较的结果表明,支持向量机方法具有较高的预报精度,将支持向量机方法用于电离层短期预报是可行的。

中低纬电离层对行星际磁场南向翻转的响应

利用卫星和地面台站的历史数据,研究了中低纬电离层f_0F_2对强行星际磁场南向翻转的响应.结果表明,行星际磁场南向翻转能引起电离层扰动式响应,响应特性与纬度、季节和翻转时刻的地方时有关.在中纬,发生在夏分季和夜间的翻转能造成较强的电离层负响应,其幅度随纬度的降低而变弱,在恢复过程中存在不规则振荡;在低纬,南向翻转引起的电离层响应在夏分季较强,在冬季则较弱,且易被淹没在电离层自身的扰动中.分析指出电离层最大负响应与翻转后南向磁场极大值之间有着较好的线性关系.

一种暴时电离层f_oF_2的经验预报方法

利用地磁指数Dst和AE以及电离层临界频率f0F2，通过分析磁扰期问成分扰动带的赤道向传播以及低纬穿透电场引起的等离子体漂移对电离层的影响，同时考虑地方时效应，提出一种提前1小时预报暴时电离层f0Fz的经验方法，并对2004～2005年10次磁暴期间的预报结果进行检验。结果表明，该方法能较好地预测中低纬电离层暴的演化，甚至能捕捉部分正负相交替出现的扰动，但对部分重复出现的正扰动尚有待改进。方法在磁暴事件中和暴目的平均预报误差低于国际参考电离层（IRI）中用于暴时修正的STORM模型，因而更具有实用性。

电场对暴时低纬电离层f_oF_2变化的影响

电场在低纬电离层的演化过程中扮演着重要角色．以2003年10～11月的两次强磁暴事件为例，分析105°E附近由赤道区域扰动电场引起的等离子体输运对低纬指定区域内电离层的影响，并用电离层模型SAMI2进行数值模拟．研究表明，电场能引起电离层f0F2的复杂变化．在2003年11月19-24日孤立磁暴事件中，扰动电场在电离层暴初期起主导作用，向上和向极漂移的等离子体造成赤道异常峰南侧海口站电离层负暴和北侧重庆及兰州站正暴．在2003年10月28日～11月2日连续磁暴事件中，电离层暴初期以电场影响为主，随后电场和中性扰动成分共同作用于电离层，表现出复杂的暴时变化．电场扰动能迅速引起电离层的响应，只是后者能维持较长时间．上述结果对区域电离层短期预报具有重要意义．

我国东南地区电离层f_oF_2经验模式及预测

利用我国东南地区的6个电离层站数据分析了该区域的气候学特征,用统计本征模方法构建该区域foF2月中值的经验模式,并分析各阶本征模系数和级数的变化特点,最后用实测数据检验该模式的可靠性。结果表明:本征模方法分析具有一定的物理意义,其系数可反映foF2的11年,年和半年变化,基函数可反映foF2的周日变化和短期振荡,各阶级数可反映出电离层的年度异常,半年异常和季节异常等变化。而且本征模方法预测的foF2月中值可靠性较高,能反映东南地区电离层foF2月中值的主要变化趋势与时空分布特性。

不同行星际磁场南向事件引起的中纬电离层暴

分析了三次不同类型行星际磁场南向事件引起的北半球中纬地区电离层暴的演化特性。结果表明,该区域内电离层暴的演化与行星际磁场南向分量的固有特性密切相关。1978年9月29日的事件,南向磁场强且持续时间长,各台站电离层暴的正负变化特征明显;1981年7月25日的事件,磁场强但不稳定,南北向翻转快,电离层暴变化剧烈且形态复杂;1978年1月4日的事件,磁场弱,电离层暴以正相为主。

中国南极长城站1986—1988年电离层资料分析及其结果

本文详细分析了1986年3月到1988年2月中国南极长城站上空电离层的临频变化,并与英国的 Argentine Istand 站、苏联的 Mockba 站、澳大利亚的 Hobart 站的进行了比较,结果表明,长城站的电离层变化具有 Weddell 海异常现象。在3月2日和10月31日附近,临频最大值的出现时间有一个大约12h 的跳变。在临频的季节变化中,夜间值变化最大,中午值变化最小。文章在最后还对 Weddell 海异常的形成机制作了简要讨论。

电离层电子密度剖面EoFs解析研究

离子密度随高度的解析展开是电离层物理模式参数研究中的一个关键技术。用经验正交函数分析了 (EoFs)电离层电子密度剖面解析中的应用 ,研究并给出了利用EoFs进行电离层电子密度剖面解析展开和剖面重构的算法。以海口站 (2 0°N ,110 .3°E)为例 ,给出了电子密度剖面解析与重构算法的应用实例 。