模式化分析F区电离层赤道异常槽

利用二维低纬电离层理论时变模式模拟低纬电离层演化，考察影响赤道异常槽位置的物理因素．计算结果显示赤道槽有明显的季节、地方时和经度变化．以１１０°Ｅ为例，北半球夏季期间赤道槽一般在磁倾赤道北侧，最北达３°-３．５°Ｎ，而在北半球冬季期间一般位于磁倾赤道南侧，最南可达４°－５°Ｓ．进一步分析发现，赤道槽季节变化中光化电离率季节改变的影响很小，主要由水平中性风季节变化贡献．计算以８３天为例，白天赤道槽在地理经度１００°Ｅ附近最南，２８５°Ｅ附近最北，与观测特征基本一致．主要是背景大气水平风场的经度差异导致赤道槽位置的经度变化，而非前人认为直接由磁偏角控制的．

基于IGS的TEC赤道异常南-北不对称性分析

利用IGS提供的太阳活动第23-24周期间2000年1月1日至2011年12月31日的GPS TEC数据,分析了东南亚地区经度110°E区域在不同的太阳活动情况下白天电离层赤道异常(EIA)各参数的南-北不对称性变化,以及不对称性随太阳活动变化的关系。结果表明:太阳活动的强弱与赤道异常双峰强度和双峰差异大小的关系明显,赤道异常双峰在驼峰强度、纬度位置和出现的时间等都有明显的季节变化特征,且有比较明显的南-北不对称性。在太阳活动高时,EIA双峰强度差异明显比太阳活动低时要大,各季节的峰值强度均值表现为北驼峰比南驼峰强,6-8月份北驼峰峰值出现的时间平均比南驼峰出现时间晚约1 h。在太阳活动低时,夏季和秋季节时北驼峰比南驼峰强,秋冬季节南驼峰比北驼峰强,且冬季北驼峰出现的时间要比南驼峰早约1 h,在5-9月份期间北驼峰出现的时间要比南驼峰晚约2 h。随着太阳活动的逐渐升高,冬至期间不对称性指数Ia均值增大的趋势非常明显。

利用IGS-TEC数据分析中国华南地区电离层赤道异常北驼峰的变化特征

利用2010年11月至2011年10月IGS提供的全球电子浓度总含量(TEC)数据,分析太阳活动上升期华南地区(经度110°E,纬度5°-35°N)上空电离层赤道异常(EIA)北驼峰的变化特征.结果显示,电离层赤道异常北驼峰区TEC峰值I具有明显的季节和半年变化特征;北驼峰峰值出现的时间T和纬度L的日变化有一个相对较大的变化区间,其季节和半年变化特征并不明显;太阳活动对北驼峰变化影响比较明显,而地磁活动对北驼峰变化影响不明显.

电离层赤道异常对返回散射电离图的影响

本文给出了太阳黑子高年冬季跨电离层赤道异常区传播试验的高频返回散射电离图.经过分类研究,指出了有一类双回波区组合型P ′(f)返回散射电离图是一种新的形态.通过射线追踪合成技术分析,表明了这类型实验返回散射电离图是沿探测路径存在双峰电子浓度分布的反映,时序电离图的变化特征显示了赤道异常区的电子浓度变化规律,因而证明了高频返回散射技术在研究赤道异常区电离层峰运动的可能性及其潜力.

东亚赤道异常区电离层CT诊断──实验及初步结果

国际上第一个低纬电离层层析（ＣＴ）探测台链于１９９３年１１月建成，并开始数据采集．该ＣＴ台链沿１２０°Ｅ子午圈由６个卫星信标差分多普勒接收站组成，北起我国上海，南至菲律宾的马尼拉，纬度覆盖范围约２０°．该台链专为电高层赤道异常区电子密度大尺度结构ＣＴ成像而设计，其目的是监测研究赤道异常形态与动力学、电离层等离子体泡、行优以及暴时磁层－电离层－热层耦合过程等重要的赤道与低纬区电离层现象．本文介绍该低纬电离层ＣＴ实验的有关技术问题，包括接收台站布设、实验设备、数据采集软件和数据预处理方法．文中还给出利用ＣＴ技术，由实测斜电子含量数据反演电离层电子密度二维分布图像的几个实例．结果表明，利用低纬电离层ＣＴ台链可以有效地监测电离层赤道异常及其它低纬电高层电子密度大尺度结构的时空变化．

赤道异常的经度效应

比较赤道异常北峰北坡上磁纬靠近但经度不同台站的f_0F_2月中值的差别,比较中国东部电离层垂测站链与日本垂测站链的f_0F_2月中值的差别,可以研究东亚地区赤道异常随经度的变化.结果表明,冬季,赤道异常北峰在日本扇区的强度大于中国东部地区;反之,夏季赤道异常北峰在中国东部地区的强度大于日本扇区,并且两个扇区北峰结束的纬度冬天低于夏天.

赤道异常峰区电离层的某些特点

由于赤道异常北峰覆盖我国整个南部地带,因此对峰区电离层特征的研究就成为掌握中国电离层特点的关键之一。本文试图对以下六个问题作些介绍和评述:1.逐日起伏和子夜前极大;2.峰位置的移动;3.赤道异常的经度效应;4.不均匀结构引起的强闪烁和快速法拉第衰落;5.顶部电离层的离化突起和中性赤道异常;6.粒子沉降的双峰分布.

磁赤道异常区的日食电离层效应

分析了全食带大体位于磁赤道的1995年10月24日日全食期间,地处磁赤道异常区的广州和海南站的日食电离层效应,并结合同期富克、中坜和Okinawa站及有比对意义的环食带大体位于"北驼峰"所在区域,而稍远离磁赤道的1958年4月19日环食期间,广州、海南和中坜站日食电离层效应观测结果证实:日食期间,"喷泉"效应所致的"驼峰"有南移和不变两种情况;f0F2总是存在日食日值持续增大,以致有时出现大于控制日值的情况.作者对磁赤道异常区日食电离层效应的动力学和电动力学特征作了定性讨论,再次肯定:全(环)食带位置是关键因素,它将对空间等离子体温度的下降,磁赤道上空等离子体沿场双极扩散和"喷泉"效应产生重要影响.

赤道异常的两日振荡

本文给出了赤道异常两日振荡的四大特点;说明了磁暴、电离层暴引起的f0F2起伏波动与赤道异常两日振荡的区别;讨论了不同周期赤道异常长周期振荡的迭加;最后将这些结果用于东亚扇区,发现35°N以北的逐日起伏波动主要由电离层暴控制;31°N以南f0F2的逐日起伏波动主要由赤道异常的长周期振荡控制.

赤道异常的两日振荡(英文)

文章揭示出赤道异常两日振荡的四个特点,即: 1、两日振荡在一天之内的发展消亡过程与赤道异常同步; 2、赤道异常南北峰附近的振荡相位与磁赤道附近的振荡相位相反; 3、赤道异常南北峰附近开始同步振荡的时间比磁赤道附近晚3小时左右; 4、振幅靠南北峰附近最强并随着纬度的增加而逐渐减小直至最后消失。 文章论述可用不同周期赤道异常振荡的叠加来解释经常观测到的赤道异常的逐日起伏(day-to-day-Variability)。 文章还讨论了磁暴或电离层暴引起的起伏与赤道异常两日振荡的差别。 最后文章还给出了这种两日振荡的产生机制:即存在于中层及低热层中的大气行星波会调制潮信风并通过发电机过程导致电流及电场也具有相应行星波周期的振荡。当具有行星波周期振荡的电场沿磁力线传到F层并通过喷泉效应就会产生赤道异常的行星波振荡。初步完成的数值模拟计算已证实这种物理机制的正确性。

非迁移潮作用下的电离层赤道异常区单峰现象及其经度分布

当喷泉效应较弱而双峰结构发展不充分的时候,可能在赤道异常区仅能够观测到一个电子密度的峰值,称之为单峰现象.本文利用CHAllenging Minisatellite Payload卫星在2001—2010年的电子密度数据给出了单峰的发生规律,单峰在地方时早上08:00—10:00和下午16:00—19:00发生率高,发生位置在经度上呈现多波数分布,尤其在10:00—18:00明显:在分季时多呈现四波,而在冬至季时以三波为主.单峰发生多的经度,正好对应着双峰的结构特征较弱之处.究其原因,是非迁移潮的DE2和DE3分量调制了背景风场和大气发电机电场,在电场和喷泉效应减弱的经度,双峰结构难以形成时,就会表现为单峰结构.本文扩展了对单峰现象的地方时、季节和经度分布等规律的了解,明确了非迁移潮在其中施加的影响,由此,单峰同双峰现象一样可以用于研究非迁移潮对热层-电离层的作用.

电离层赤道异常两日振荡的数值模拟

近20年来,国外学者对电离层赤道异常问题的数值模拟研究未考虑到大气行星波对潮汐发电机电场的调制效应,因而不能解释赤道异常峰值的逐日变化.本文结果表明二日波对F_2区电子浓度的输运有很大影响.这一方法可以推广到赤道异常各种长周期行星波振荡的数值研究. 本文从非定常等离子体连续方程出发,建立包含行星波振荡对E×B漂移的调制效应的方程,并给出数值模拟的方法以及可与实际观测进行比较的结果.文中取二日波漂移振幅为U_p=0 m/s、5m/s、10m/s,而初位相分别为φ=0°、90°共四种情形进行了模拟,结果表明,二日波的调制可使赤道异常的时空分布以及异常峰值产生明显的逐日变化.在所选取的模型中,取U_p=5m/s,φ=0°所得到的f_0F_2t的二日分布特征与观测较吻合.而u_p约5m/s的变化能引起异常峰值f_0F_2约1—2MHz的起伏,而二天之内f_0F_2的二个峰值表现出约2—4MHz的起伏.

利用GPS观测研究我国赤道异常驼峰区电离层TEC变化

利用中国南部地区七个站点的2004年GPS观测数据,对赤道异常中国扇区电离层TEC的北驼峰位置和时间以及驼峰北侧电离层梯度进行了分析,结果表明:驼峰位置随季节改变,介于地理北纬17.5°~22.5°之间,冬季月份相对为低,分季月份相对为高,年平均位置约在北纬20°附近;驼峰出现时间也随季节在地方时13~16h之间变化,冬季月份相对为早,夏季月份相对为晚,其出现时间的年平均值前者在地方时14h前后,后者约在地方时15~16h之间。驼峰区电离层TEC存在纬向梯度,其梯度也随地方时和季节而改变,夜侧梯度在地方时4.5h前后为极小,且在不同季节其变化幅度不大,而日侧梯度在地方时13.5~16.5h时段出现极大,且在不同季节差异较大,分季要高于冬季和夏季。

TEC计算方法探讨和赤道异常北驼峰时空特征测量初析

本文探讨了应用最小曲率原理由单站微分多普勒频移数据计算TEC时所遇到的问题和解决办法。处理了用MX1502大地定位接收机于1989年8月和9月先后在陕西临潼和北京观测的NNSS卫星多普勒频移数据,得到了TEC时空分布曲线。分析这些曲线,得到了TEC赤道异常北驼峰时空特征在太阳活动高年(尤其是8月中旬太阳特大质子事件中)的某些结果。

赤道异常的行星波周期振荡的统计特征与逐年变化及其QBO调制

利用赤道异常峰区台站(Okinawa)观测的,f_0F_2资料(1977—1990),分析计算了赤道电离层行星波周期振荡(2日、3—4日、5—7日及10—16日)的特征及其变化规律,发现其在一年四季都有出现,但相对强度在冬、夏季较大,且冬季更强;其振荡周期也随季节有所变化,以2日波而言,夏季更接近于2日,而冬季则多在2日多至2日半区间振荡;更长周期的波的所谓夏季峰值的出现,还有向夏初和夏末过渡的趋势。并发现振荡与太阳活动性呈负相关,即低年的相对幅度要强于高年,并且周期越长负相关越显著;同时显示出振荡的出现率及频率变化受到QBO的调制,QBO东风相期间比西风相更易于出现长周期振荡。这些结果说明赤道电离层明显受到中低层大气动力学变化的向上耦合的影响。

赤道异常特征对桂林地区L波段电离层闪烁逐日变化的影响

为了研究桂林地区L波段电离层闪烁逐日变化的原因,利用桂林地区(地理坐标:25.29°N,110.33°E;地磁坐标:15.04°N,181.98°E)的L波段电离层闪烁监测仪GSV4004的观测数据和国际GNSS服务中心(IGS)提供的全球VTEC数据,在磁平静条件下研究东经110°地区的赤道异常特征对桂林地区L波段电离层闪烁逐日变化的影响。结果表明,与非闪烁日相比,东经110°地区的赤道异常特征在闪烁日内有明显区别。闪烁日日落后的赤道异常复苏现象更为明显,主要表现为:赤道异常峰区的VTEC数值更大,峰区与谷区的VTEC比值更大,峰区与谷区之间的VTEC梯度更大,日落后的赤道异常复苏现象持续时间更长,且日落后复苏的赤道异常结构的北峰所处的纬度更高。

电离层赤道异常峰区的微分多普勒跟踪

本文介绍在武汉(30.5°N,114.4°E)地区利用微分多普勒方法对电离层赤道异常峰进行跟踪的结果.由观测资料的分析表明,东经115°线附近,电离层赤道异常峰区在我国长沙(28.1°N,113.0°E)以南和广州(23.2°N,113.3°E)以北地段,其北‘驼峰’顶位于衡阳(26.8°N,112.5°E)至英德(24.2°N,113.5°E)一带上空.对异常峰活动特征的研究也获得了一些有益结果.

中性风对赤道电离异常的影响

利用太阳活动中-高年期间的GRACE卫星观测,反演顶部电离层电子密度,分析赤道电离异常(Equatorial Ionization Anomaly,EIA)随地方时和地理经度的变化特征,进而分析:中性风对EIA发展的影响.结果表明:EIA强度表现出显著的随地方时和地理经度的变化,EIA强度随地理经度的变化与等离子体泡的经度变化特性相似.EIA强度主要取决于EIA槽附近的电子密度,EIA强度对EIA区电子密度的依赖还随地方时和季节变化.中性风对EIA的发展有着重要作用.

120°E赤道电离异常区电子浓度总含量分析与预测

基于国际全球定位服务中心(International GPS Service,IGS)提供的120°E上空1999—2009年IONEX格式电离层电子浓度总含量(TEC)资料,分析赤道电离异常驼峰区TEC峰值Inc和Isc的年变化和季节变化以及与太阳、地磁活动的相关性.在11年时间尺度上,Inc和Isc与太阳辐射P指数的日均值有较好的相关性(r=0.90和r=0.84),而与地磁活动指数Dst、Kp和Ap日均值的相关性均不好.驼峰区TEC峰值Inc和Isc都是在北半球春、秋季出现极大值,而且冬季值大于夏季值,即Inc呈现"半年异常"和"冬季异常"现象,我们认为Inc和Isc相似的半年变化特征是与赤道上空电离层电急流相关的东向电场半年变化导致的.利用支持向量回归方法构建了EIA指数的预报模型,预报试验结果表明,该预报模型能较准确地描述Inc和Isc的变化,对南北驼峰TEC峰值预报的平均相对误差分别为22.96%和10.2%.基于支持向量机回归的预测方法为赤道电离异常特征指数预报的实现提供一条有效方法途径和好的应用前景.

总电子含量赤道异常变化特性分析

利用国际GNSS服务组织提供的总电子含量格网数据,从全球角度分析了电离层赤道异常的变化规律,并结合相关研究结论做了比较分析。首先,利用2011年3月21日（春分）的总电子含量格网数据分析了电离层赤道异常区域随时间变化的规律;然后,利用2000—2012年的总电子含量格网数据和太阳黑子数据,统计分析了120°E上空电离层赤道异常出现的地理纬度和强度的变化规律,并以2002年（太阳活动高年）和2008年（太阳活动低年）为例做了进一步分析。结果发现：电离层赤道异常区域随太阳直射点位置的变化,自东向西移动,分布在地磁赤道的两侧,具有南北半球的非对称特性;电离层赤道异常出现在当地时间T 12：00：00—T 16：00：00,日落后持续2~3h;电离层赤道异常峰值强度与太阳活动强度存在正相关关系;电离层赤道异常具有明显的季节变化规律,表现出了＂半年度异常＂和＂冬季异常＂现象。