利用COSMIC掩星数据分析电离层扩展F层现象

利用2009年的COSMIC掩星观测数据,分析电离层扩展F层不均匀结构引起的GPS卫星C/A码信噪比闪烁,研究全球范围内扩展F层的出现随地理位置、地方时变化的统计特征。初步分析结果表明,扩展F层在3月份主要出现在低纬地区和两极地区,主要发生在地方时日落至午夜之间,有时可延至午夜后数小时。本文结果和以往利用其他观测手段获得的结果较为一致,说明GPS掩星技术可以作为观测全球扩展F层的一种有效手段。

中低纬Spread-F的数值模拟

本文导出了中低纬地区电离层F区中的Rayleigh-Taylor不稳定性的线性增长率,并对一些典型情况进行了数值模拟研究.结果表明,Ravleigh-Taylor不稳定性的线性增长率随纬度的增加而降低,在中纬度地区,如果没有合适的东西向水平外电场,纯Rayleiyh-Taylor模难于增长,初始扰动将被稳定化.在这些区域,线性增长率的表达式还表明,外电场导致的E×B模的增长率虽然随纬度的增加而减小,但其减小的速率慢于R-T模增长率的减小.非线性的数值模拟则显示,中纬非线性E×B漂移不能象在赤道地区那样使电子密度减小的区域抬升到F区顶部以上,亦即在中纬地区,F顶部以上通常不出现电离层泡,但在F区较低部分可以演化出较大范围的电子密度增强区,这与中低纬地区Spread-F的某些观测特征一致.这说明Rayleigh-Taylor不稳定性与东向水平外电场一起可以成为导致中纬Spread-F发展的一种机制.

中国低纬地区foF2实测数据缺失的分布特征研究

利用美国NOAA和澳大利亚IPS提供的foF2实测数据,研究中国低纬地区foF2数据缺失的分布特征以及产生缺失的相关原因.结果表明:(1)foF2缺失是一个夜间现象,白天的缺失远比晚上少,并且在夏季的6或7月份的缺失最多、春秋季月份缺失较多、冬季月份则较少;(2)从一个太阳周期变化上看,foF2的缺失与太阳黑子数有着相反的变化规律,即太阳黑子数越高foF2的数据缺失越少,反之则越高.(3)foF2晚上时段的缺失在午夜前和午夜后的分布有明显不同,表现为夏季时段,午夜后的缺失占据主导;而在春秋季节,则表现为午夜前的缺失占据主导.通过分析研究,我们得到的结论是晚间foF2缺失的直接原因是扩展F层的出现所造成,并且不同类型的扩展F层造成的缺失分布也会不一样.统计表明,晚间foF2缺失与扩展F层的相关系数高达0.93.本文第一次从数据缺失上,对中国低纬地区foF2实测数据进行研究,得到比较完整的缺失分布特征,并给出了产生缺失的原因,可能对以后的研究有一定的参考意义.

远距离HF-Doppler效应观测

给出了HF Doppler探测仪的平日频移实测记录曲线和出现F层扩展现象时的频移实测记录曲线,并从理论上分析了在日出、日落时远距离Doppler频移曲线图上"("字形和")"字形曲线的由来,从而为电离层参数的修正提供了一种新的理论依据。