夜间f_0F_2存在季节异常现象

本文用1975.12—1986.12我国9个电离层站的资料分析得出,在一定的纬度和太阳活动条件下,夜间f_0F_2存在季节异常现象.夜间季节异常现象具有两个明显的特点:只有低纬才具有夜间季节异常特征;太阳活动高年夜间季节异常的程度增加.夜间季节异常是白天f_0F_2季节异常现象的延续,夏半球至冬半球的大气流动造成的中性气体浓度比(O/O_2和O/N_2)的季节变化,是形成f_0F_2季节异常的根本原因.并初步分析了夜间季节异常的低纬局限性及随太阳活动变化的成因.

电离层短波射线追踪

本文以电离层等离子体参量的平均背景模式计算为基础,给出一种电离层短波射线轨迹计算方法。供短波通信系统、工作于短波段的其它系统(如HF雷达的目标定位系统)及有关研究工作使用参考。

f_0F_2的季节变化特征

用我国八个电离层站１９７６～１９８８年的ｆ０Ｆ２资料，分析其季节变化规律。指出：我国人ｆ０Ｆ２的白天值普遍存在季节异常现象，这与前人的结果一致；低纬地区ｆ０Ｆ２的夜间值也存在季节异常现象，这与前人的结果有较大差异。

等效黑子数 Reff与 f0F2的关系探讨

引入等效黑子数 R_(eff)的概念并讨论了 R_(eff)的求法及其与 f_0F_2的关系。从国外两个站(澳大利亚的堪培拉和日本的稚内)1983年全年12个月8760个整点地方时的历史资料检验结果看,把按本方法得到的 R_(eff)代入到电离层模式(CCIR—340报告推荐模式)中求出的 f_0F_2,与实测 f_0F_2流动中值之间的平均均方根误差为0.65MHz,平均相对均方根误差为11.4%。表明 R_(eff)与 f_0F_2之间存在着较好的对应关系。

对流电场、场向电流和极光区电集流变化的地磁响应

对流电场、场向电流和极光区电集流是磁层一电离层耦合的主要物理过程．它们的演化发展时间分别为几分钟至半小时的量级．本文用１００°Ｅ和３００°Ｅ的两个地磁经度链附近各１１个台站的１ｍｉｎ均值地磁Ｈ和Ｚ分量资料，分析了１９９４年４月１６—１７日磁暴期间磁层耦合过程对极光区和中低纬区电离层扰动的地磁特征．强磁暴开始时，台站所处的地方时位置不同，则观测到的电离层和地磁响应也完全不同．这是磁层对流和一、二区场向电流共同作用的结果．一般说，扰时极光区的西向电集流变化更为强烈．随着耦合的发展，极光区范围会向南北扩展，电集流中心带则向低纬侧移动．在中低纬区，二区场向电流的建立能屏蔽一区场向电流所产生的扰动，并引起反向的电流及地磁变化．由此，中低纬区夜间有可能出现短时间的东向电场，又可通过ＥＸＢ的垂直向上漂移作用抬升Ｆ层等离子体，并发生同一经度链附近的多站电离层ｈ＇Ｆ同时突增现象．另一方面，磁赤道附近的台站则更多地受内磁层赤道环电流和电离层赤道电集流的影响．

中国大陆14次强震前电离层异常统计分析

地震电离层扰动规律统计分析对开展地震监测、预测意义重大。利用四分位数法对中国大陆地区14次Ms≥7.0地震前电离层foF2进行了统计,进一步证实了地震电离层异常的存在,并分析了地震电离层异常扰动的时间、空间分布规律以及扰动形态特点,给出电离层foF2扰动与地震各要素之间的关系。统计结果表明:85.7%(12次)的地震在震前出现电离层异常,并且大部分分布在震前7天以内的11∶00LT～17∶00LT;此外,电离层foF2扰动幅度与即将发生的地震震级、震源深度、震中距离存在不同程度的相关性。

地磁场与电离层异常现象及其与地震的关系

利用中国地磁台网与电离层台站资料,总结了大地震前出现的地磁低点位移、地磁日变异常及电离层f_0F_2(F_2层临界频率)异常现象。对比研究了1997年11月8日玛尼7.5级与2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震前磁场与电离层异常分布及特征。结果显示,两次巨大地震前磁场与电离层短临异常时空分布特征有较好的一致性,震中周围出现日变异常、拉萨台出现电离层f_0F_2明显异常;震前约1个月出现地磁低点位移,其突变分界线通过震中地区。

磁暴期内夜间h’F的突增现象

用3个经度链上电离层垂测站资料分析磁暴时夜间h＇F的同时突增现象提出了电动耦合在夜间出现东向电场从而使F层抬升的物理机制同时也解释了突增现象在午夜后更多，且增幅更强的事实．

中纬电离层f_0F_2的暴时变化

用近５０个中纬（磁纬在±２０°-５０°之间）电离层垂测站的ｆ０Ｆ２资料，分析与磁暴相伴的电离层暴事例表明：地磁Ｄｓｔ指数与中纬电离层ｆ０Ｆ２暴时变化Ｄｓ（ｆ０Ｆ２ ）有大致相似的发展趋势。但用时序叠加法求得的强度不同、发展过程和持续时间不同的多次电离层暴ｆ０Ｆ２变化的平均值，其物理意义是很不明确的。暴时ｆ０Ｆ２变化的地方时分布Ｄｓ（ｆ０Ｆ２）中，一般说以全日周期扰动幅度（Ａ１）为最强，但电离层负暴峰值后常出现半日周期扰动（Ａ２）的增强，且有时Ａ２＞Ａ１．Ａ１的涨落趋势与Ｄｓｔ（ｆ０Ｆ２）相似，但特强磁暴时，Ａ１值有可能反而变小．以Ａ１ｓｉｎ（ω ｔ＋ １）表示的全日周期扰动中，初位相１值随暴时的发展而变小表明，扰动分布形态是基本上随地球一起转动的。

昆仑山口西8.1级地震前电离层与磁场短期异常对比研究

利用中国电离层台站和地磁台网资料,总结了8.1级地震前出现的电离层f0F2(F2层临界频率)异常以及地磁低点位移、地磁日变化异常现象。对比研究了电离层与磁场短期异常分布及特征,结果显示:磁场与电离层时空异常特征有较好的一致性。2001年10月8日出现低点位移,其突变分界线通过震中地区;震前1.5个月之内震中及周围地区出现地磁日变化异常,拉萨台电离层f0F2出现明显异常。

电离层扰动与磁层耦合

本文通过两个事例分析表明，磁果期间磁层对流和沉降粒子的增强不仅对祖光区电离层扰动形态有控制作用，而且也会引起继后的中低纬及赤道电离层变化。高纬区低热层大气受热后，F层抬升和中性大气成分变化导致的电子密度正、负扰会向低纬扩展；在E层高度上，扰动发电机对赤道区喷泉效应的抑制使驼峰区扰动更为突出。这些过程均使中低纬电离层foF2和h’mF变化中出现相应材征。地面电离层垂测站链在夜间常能观测到多站几乎同时的h’mF．上升现象。这可能是二区场向电流有极大的增强，或是行星际磁场又转为北向，也可能是此两过程同时作用的结果。

磁暴期内中低纬电离层扰动实例分析

用四个经度链附近电离层垂测资料，分析1986年2月6－10日磁暴期间的电离层扰动现象。磁层－电离层间电动耦合的东向电场是造成多站f0F2同时突增的主要机制。扰动的赤道电集流使'喷泉效应'增强对赤道异常驼峰区f0F2增高也起重要作用。磁暴后期，电离层扰动发电机电流系在低纬区的西向电流、电场使F层电子密度下降，而赤道区'喷泉效应'减弱的结果则是驼峰区各站f0F2明显下降的原因。

玛尼7．5级地震前磁场与电离层异常特征研究

利用中国地磁台网与电离层台站资料，总结了1997年11月8日玛尼7．5级地震前出现的地磁低点位移、地磁日变异常及电离层，f0F2(F2层临界频率)异常现象。对比研究了玛尼7．5级与2001年11月14日昆仑山口西8．1级地震前磁场与电离层异常分布及特征，研究结果显示:2次巨大地震前磁场与电离层短临时空异常特征有较好的一致性，震中周围出现日变异常、拉萨台出现电离层，f0F2明显异常；震前约1个月出现低点位移，其突变分界线通过震中地区。

用高分辨率地磁资料考察磁层耦合的特征

用取自１００°Ｅ和３００°Ｅ的两条地磁经度链附近１１个台站的１ｍｉｎ均值地磁资料，分析了１９９４年１１月２６日磁暴期间的磁扰特征，由Ｈ和ｚ分量演变得知。一区和二区场向电流的变化发展是碰层－电离层电动耦合中的重要过程，它们对于极光区和中低纬区电离层的作用效果有很大差异二在不同经度链上的影响也有所不同．耦合能量和二区场向电流的屏蔽效应使极光区电离层扰动电流突增，并使夜间中低纬区出现短时间的东向电流成分增加，其持续时间约为０．５ｈ．中低纬区夜间的东向电场又可通过Ｅ×Ｂ的垂直向上漂移作用抬升Ｆ层等离子体，从而出现同一经度链附近的多站ｈ’Ｆ同时突增现象．

1993年9月12—14日磁暴期间磁层-电离层耦合分析

采用具有明确物理意义的多个地磁指数，以及地面台站链观测的地磁和电离层参数，对一次典型磁暴期内从极光区到赤道附近电离层电流、电场演化发展的耦合过程作了具体分析．结果表明，地磁指数和观测参数能较好地说明磁层－电离层耦合理论结果的主要特征．

地磁活动对电离层f_0F_2月中值的影响与国际参考电离层误差

利用我国9个中低纬度的电离层观测站在1977-1986年间观测的f0F2月中值，按每月的平均地磁活动指数Ap分为地磁活动高（Ap≥5）和低（Ap＜15）两种情况，研究了地磁活动对f0F2月中值平均低纬电离层驼峰区演变的影响，并考察了国际参考电离层（IRI）的误差．

强震前异常电场激发声重波对电离层的影响

震前地震孕育期地表异常增强的电场,通过大气电导率传输到电离层高度.该异常电场通过非稳态局部加热,可以在电离层高度激发声重波.基于该理论,利用一维时变中纬电离层物理模型,模拟了该扰动源对电离层电子密度的影响.结果表明,重力波引起的中性风速度扰动对电离层电子密度分布影响甚微,该机理无法解释震前电离层异常扰动现象.

太阳活动高、低年东亚中、低纬地区扩展F特性比较研究

扩展F(Spread-F)作为重要的电离层不规则结构之一,对电波传播、导航、通讯等有重要的影响,因此对其时、空特性的研究一直倍受重视.本文通过分析低纬海南台站和中纬长春与乌鲁木齐台站的测高仪数据,比较研究了太阳活动高、低年我国中、低纬地区夜间电离层扩展F的发生特性.扩展F发生率特性主要体现在:无论低纬还是中纬太阳活动低年扩展F发生率最大值高于太阳活动高年;无论太阳活动高年还是低年低纬站扩展F发生率最大值高于中纬站.细节特征主要体现在:首先,三台站在太阳活动高、低年扩展F发生率都存在双峰结构.太阳活动高年,低纬海南站双峰结构集中在春、秋分季节,而中纬站则集中在冬、夏季节,扩展F较容易发生的地方时低纬站主要集中在子夜前,而中纬站则偏向子夜后;在太阳活动低年,中、低纬双峰结构都出现在冬、夏季节,低纬海南站扩展F较突出的出现在子夜前后,而中纬台站则主要出现在子夜及子夜后.其次,双峰结构中的细节表现不同,如低纬海南站太阳活动高年扩展F较容易发生在春分季节,但2月和4月份发生率都比较高而且接近,而太阳活动低年扩展F较容易发生在夏季月份,但5月和7月的发生率也都比较高且接近,且太阳活动高、低年低纬主峰峰值非常接近,不像中纬地区有明显的差异等.本文针对实测数据进行了详细的分析并结合已有研究进行了细致的讨论.

台风影响电离层F_2区的一种可能机制

在台风期间,特别是台风登陆前后,强烈的海气、陆气相互作用会增强低层大气中的湍流活动,并可能导致大气湍流层顶的抬升,这种抬升会改变高层大气结构,从而影响高层大气中的光化学过程,最终造成对电离层的影响,在台风活动抬升了湍流层顶的前提下,利用一个一维电离层物理模型,模拟了日本中纬地区 (45°N,142°E)电离层F2区的响应．模拟结果很好地定性解释了如下观测事实,台风期间,电离层foF2会下降,对给定频率电波的反射面会抬升;同时还表明以上过程会导致hmF2上升,这表明台风期间湍流层顶的抬升可能是台风影响电离层F2区的一种十分有效的机制。

低纬F层模式研究

1.前言1.1低纬 F 层磁倾赤道附近 F_2层的主要特征是,在赤道附近电离密度降低(赤道槽),而在磁倾纬±17°处有两个峰值。这就是所谓的 Appleton 异常或'赤道异常'。Martyn(1947)首先提出的对这种现象的解释是,在白天,赤道电场引起向上的 E×B电动力学漂移。当等离子体上升到较大高度以后,在重力和压力梯度力的作用下,又沿着磁力线向下扩散。结果形成等离子体'喷泉'效应,将电离气体由赤道移向赤道两侧,形成'双驼峰'。1.