2017年9月磁暴期间大尺度电离层行进式扰动的传播特性研究

本文利用同一经度(大约100°E)中低纬三台测高仪(普洱22.7°N,101.05°E,乐山29.6°N,103.75°E,张掖39.4°N,100.13°E)的观测数据,对2017年9月6号太阳耀斑爆发引起的强烈地磁暴期间的大尺度电离层行进式扰动(Large Scale Traveling Ionospheric Disturbances,LSTIDs)的传播特性进行了估计.本文首先对2017年9月2日—11日期间三站观测数据进行人工度量,获取电离层F2层临界频率(foF2).foF2在三站的变化结果表明在2017年9月8日21:00 BJT(BeiJing Time,BJT=UT+8)至9日03:00 BJT强磁暴恢复相期间存在大尺度电离层行进式扰动(LSTIDs),因此本文利用foF2在不同台站的互时延特征来分析并计算LSTIDs传播特性参数.研究结果表明:(1)磁暴期间,通过对电离层F2层临界频率(foF2)的观测,不同时刻期间处于不同纬度的台站其电离层响应是不同的,表现为出现不同形态的电离层正相暴和电离层负相暴;(2)此次磁暴期间(2017年9月8日19:00 BJT—9日05:00 BJT),利用三个处在不同纬度台站的foF2对磁暴响应的互延时,计算出LSTIDs水平传播速度在425~800 m/s范围之间,其波长大概在2200~4000 km之间.随着时间的推移其扰动周期延长,9月8日21:35 BJT—9日00:05 BJT期间周期约1.2 h,9日00:05 BJT开始扰动周期逐渐达至1.5 h;(3)LSTIDs具有从高纬度传向低纬度的传播特性,根据计算得出LSTIDs传播的方位角为181±0.2°,可确定磁暴引发的LSTIDs基本是朝赤道向传播的,与之前报道过关于磁暴诱发的LSTIDs传播特征基本一致.

基于测高仪的TEC与GNSS-TEC的比较研究

本文利用武汉站(30.54°N,114.37°E)2021年2月20日到3月20日的测高仪TEC(Total Electron Content)数据和基于GNSS(Global Navigation Satellite System)的TEC数据进行比较研究,以期得到更为准确的顶部电离层模型来计算测高仪的TEC参数.首先利用频高图度量的电离层参数通过两种不同的方法(一种是构建电离层电子密度剖面;另一种是利用foF2与VTEC的经验关系)计算TEC值,然后以GNSS-TEC为标准进行了对比分析,选取出了一种相对较合适的方法以通过测高仪来计算TEC参数.结果表明利用foF2与VTEC(Vertical Total Electron Content)的经验关系直接计算TEC参数的误差较大,而通过构造顶部电离层模型的方式,在选取较为合适的模型时,利用测高仪计算的TEC和GNSS-TEC是具有可比性的.本文研究发现,当顶部电离层模型采用系数为0.65的Chapman模型时,它相对于GNSS-TEC的误差值最小,当结合使用Epstein模型时,其偏差和波动将会有更好的表现.本文利用基于电离层顶部不同模型计算的TEC和GNSS的TEC观测数据进行比较研究,为电离层顶部模型的构建和如何提高测高仪计算TEC的精度提供了新的思路.