GPS电离层掩星数据分析汶川大地震电离层响应

利用COSMIC和CHAMP掩星的电离层掩星资料研究汶川大地震引起的电离层响应。选取了2008年4月30日到5月18日共19天的北纬20°到40°,东经80°到120°的共309个掩星数据进行分析。采用人工神经网络插值技术,分析震中附近上空电离层F2区的临界频率的日变化。结果表明:震前6天电离层F2区的临界频率和电子密度的峰值高度开始明显下降,在震前的三天内其值达到最小。震后他它们的值开始逐步回升。

太阳活动低年电离层磁场VLF波的观测特性研究

本文利用搭载在DEMETER卫星上的感应式磁力仪(Instrument Magnetometer Search-Coil,IMSC)探测数据分析了磁场甚低频(Very Low Frequency,VLF)波功率谱的空间分布.在排除地磁扰动影响(Dst≤-30 nT,Kp≥3,AE≥200 nT)的前提下,我们给出2007年不同季节,日侧和夜侧,磁场VLF波功率谱的全球分布的背景场探测和对应的统计误差分布.利用太阳活动低年的背景场探测统计分析了磁场VLF波功率谱的频谱特性和季节变化,以及对来自空间的地磁活动的响应特征.太阳同步高度卫星探测的磁场VLF波功率谱也可以观测到源于地球特定区域里的磁场异常所产生的频谱响应.12.5～17.5 kHz频段的磁场VLF波功率谱全球分布清楚地给出了南大西洋磁场异常区的分布轮廓.夜间百慕大地磁异常影响了磁场VLF波功率谱的多个频段,并显示出类似于高纬极区磁场的地磁活动响应的观测特征.卫星磁场VLF波功率谱探测背景研究表明,源于空间的地磁扰动和源于地球的局部地磁异常都会引起电离层磁场VLF波功率谱的变化.特别是在12.5～17.5 kHz频段,我们发现了沿板块边缘分布的电离层磁场VLF波功率谱增强带,这将为我们探寻由板块运动引起的地球突发事件的电离层响应增加探测依据,为定量甄别此类事件的电离层异常信号积累实用的背景参照.

太阳活动低年时太阳同步轨道电场高频(HF)波的观测特性研究

文章使用搭载在DEMETER卫星上的电场探测仪器(Instrument Champ Electrique,ICE)在太阳活动低年(2007年2月4日到2008年2月3日)所探测的数据,研究频率从10 kHz到3.33 MHz宽频段的高频(HF)电场波功率谱的空间分布特征.地磁宁静期间,从2.08 MHz到3.33 MHz的高频段,电场HF波功率谱密度随频率升高而升高,且电场HF波功率谱密度的全球分布比较均匀,基本上不随地球的经度和纬度变化.向阳面时,不同经纬度间HF波功率谱密度的差异小于背阳面的.电场HF波功率谱的季节变化主要表现为:向阳面1.25 MHz和1.66 MHz频段,在低纬度出现峰.地磁平静时期电场HF波功率谱密度的区域分布变化比较大的是0.42 MHz和1.66 MHz两个频段,尤其是在背阳面的北半球高纬度区域.地磁活动引起电场HF波功率谱扰动的非均匀性增强,主要表现在电场HF波的低频段(3.25～416 kHz),扰动响应区域发生在高纬度区.在赤道和低纬附近(纬度:～±40°之间),地磁活动的响应很小.在背阳面的磁尾方向,电场HF波功率谱表现出明显的磁暴增强.磁暴(Dst<-30 nT)期间的南北半球高纬度区,电场HF波功率谱的最大增幅比地磁平静时期大一个数量级.向阳面的南半球高纬度区域,亚暴(AE>200 nT)和高纬磁扰动(Kp>3)期间,功率谱的最大增幅比地磁平静时期大一个数量级.考虑到亚暴和高纬磁扰期间,来自空间的扰动影响主要是高纬度区域,电场HF波功率谱的增强主要受空间物理过程的影响.鉴于本文使用的是在太阳活动低年的数据,观测到的磁暴基本上都是弱磁暴,最大的也只是中等磁暴;可以推测强磁暴、烈磁暴甚至巨磁暴发生时,电场HF波功率谱的增强应该更加显著.如果在地磁平静时期尤其是没有磁暴期间,地球的局部区域出现电场HF波功率谱(尤其是1.66 MHz以上的)异常增大,那么就要着重考虑是否为地球内部的异常现象(如地震)所导致的电离层响应.