基于长短期记忆网络的扩展F事件短临预测

考虑到我国区域电离层扩展F发生的物理机制和相关因素以及观测数据的可获取性,利用适宜于时间序列预测的长短期记忆网络建立了我国不同区域电离层扩展F事件的预测模型,对未来3 h是否会发生扩展F事件进行预测.以处于我国典型纬度地区的满洲里、北京、海口站为例,利用2015和2016年测试数据集对模型预测精度进行了检验,满洲里、北京、海口站平均准确率分别为92.4%、95.3%、96.0%,平均精确率分别为75.0%、61.2%、62.6%,平均召回率分别为73.0%、50.6%、31.5%.由此可见:在某些情况下,比如在低纬度地区的海口站,模型的召回率较低;除此之外,所建立的扩展F模型在多数情况下具有较高的预测能力.

海南地区扩展F的季节变化研究

对2002年3月～2005年2月期间海南地区DPS-4测高仪观测到的扩展F资料按照频率、区域、混合和强区域扩展等四种类型进行了分析研究。结果表明:在太阳活动高年(2002年),频率扩展不够活跃;区域扩展主要活跃在夏末秋初的7、8和9月份;混合扩展主要活跃在春季的3月份;强区域型扩展则主要活跃在春秋季的3、4和9月份。在太阳活动中年(2003和2004年),频率扩展主要活跃在夏初的5、6月份;区域扩展主要活跃在2004年的秋季9月份,而2003年各季均不够活跃;混合扩展主要活跃在2003年冬季的12、1(2004)月份和2004年的夏季6、7月份;强区域型扩展则主要活跃在2003年秋季的10月份和2004年春季3、4月份以及夏末深秋的8、10月份。海南地区扩展F的特性与巴西Paulista台站的观测结果相比较主要在季节变化上有很大的不同,与印度Ahmedabad台站的观测结果相比较则主要在季节出现率上有较大的差异。

海南地区强磁暴期间强区域扩展F事件研究

利用2004年海南DPS-4数字测高仪观测到的强区域扩展F(SSF)数据,分析研究了5个强磁暴(Dst<-100 nT)事件期间海南SSF的响应特征.结果发现,在海南地区,5个强磁暴事件中有3个磁暴Dst最小值位于2200—0200 LT之间,在磁暴主相及恢复相初期均出现了SSF现象,这种触发作用可能源于磁层直接渗透电场的作用,而另两个磁暴Dst最小值均发生在白天,一个SSF现象出现在磁暴的恢复相晚间,另一个SSF现象出现在超强磁暴的初相晚间,后者可能由该超强磁暴的急始造成的直接渗透电场所触发;5个强磁暴期间发生的SSF现象或者仅出现在午夜前,或者先出现在午夜前并持续到午夜后;同时,还就这些观测结果与Dabas等人有关磁暴对ESF影响的结论进行对比和讨论.

IRI-2007对扩展F的预测与观测比较研究

通过对赤道地区两台站的扩展F实际观测值与IRI-2007模型预测值的比较,研究了该模型预测结果的地域局限性和预测的准确度.该模型建立在美洲扇区赤道附近台站资料基础上,本文选取非洲扇区大体同纬度两个台站资料进行对比研究.统计结果表明,无论在发生概率日均值的年变化趋势上,还是在扩展F发生率年均值随地方时变化以及随太阳活动的统计中,都存在着明显的差异;而对非洲两站实测值的分析和IRI-2007模型对南美巴西地区的预测又分别与当前已有的研究结果相符.分析结果表明,(1)建立在巴西台站数据基础上的IRI-2007模型的统计建模极具参考价值;(2)赤道和低纬度电离层扩展F现象有强烈的经度效应,在该模型建模方法基础上,结合不同扇区实际资料的统计,能改进该模型全球应用的普适性; (3)IRI-2007模型能正确反映巴西地区扩展F的发生概率,用该模型和其他扇区不同条件下的实测值对比,提供了一个细致研究扩展F经度效应的基础,有利于确认导致扩展F发生的基本条件和多种影响因素的具体作用.

太阳高年期间海南电离层扩展F出现的起始时间研究

电离层扩展F与电离层闪烁现象密切相关,它们出现的起始时间存在着很大程度上的一致性,因此研究电离层扩展F出现的起始时间将对闪烁预报模型的建立具有重要的应用价值。将太阳高年(2002年3月—2003年2月)期间海南地区DPS-4测高仪观测到的扩展F按照频率、区域、混合和强区域扩展等分为四种类型,对其出现的起始时间进行了分析研究。结果表明:频率扩展和混合扩展的起始时间分别集中在0200LT—0800LT和0000LT—0600LT;而区域扩展和强区域扩展出现的起始时间分别集中在2000LT—0200LT和2000LT—2200LT。

赤道地区和中纬度地区扩展F的特点和比较

通过数值模拟研究了赤道地区和中纬度地区扩展F的触发机制间的联系，发现相同的触发机制在不同纬度的条件下所演化出的结构形态不相同，因此观测上会有所不同；研究了西向电场在赤道地区的作用，发现在适合的电高层参数组合下会产生观测到的电高层F区顶部挑动出现率高于底部扰动出现率的状况；在数值模拟的基础上提出了一个中纬度地区电波散射的模型，用以解释观测到的中纬度地区电波散射的出现率高于线性理论预期的现象．

中纬地区日间类扩展F不规则结构的观测研究

基于高频多普勒观测,研究中纬地区日间类扩展F现象及其与其他电离层扰动现象的关联.结果表明:日间类扩展F具有出现时间覆盖面广、持续时间长、与其他电离层扰动相互伴随等特征;形态特征表现为回波弥散(与夜间扩展F相似),弥散回波的频移多倾向于正向偏移,有时与行进电离层扰动(TIDs)相互伴随.日间类扩展F现象虽然是偶发事件,且发生率极低,但其出现时间及区域的广泛性充分体现了该现象对空间天气及空间环境的影响具有不可忽视的重要性.

海南地区扩展F统计特性及行星波扰动观测

为研究中国低纬地区扩展F(SF)的发生时间和季节特性以及行星波扰动对其影响,利用2013年海南三亚综合观测站DPS-4D数字测高仪观测到的电离层频高图数据,统计分析了扩展F的开始和持续时间及其季节变化;提取了电离层虚高,从虚高的逐日变化中获取了F层上抬时间和行星波扰动特征,并对上抬期间电离层F层最小虚高(h'F)、临界频率(fo F2)等参数进行了小波分析.结果表明:海南地区扩展F类型主要为RSF,其季节性最大值(51%)出现在分点季,RSF在日落后和午夜后均有发生,而FSF主要在夏季午夜后出现;海南地区电离层虚高在日落后反转增强(PRE)期间有明显上抬现象,电离层特征参数中存在周期为准2d、5d以及10d的行星波扰动,它通过调制电离层F区发电机电场的方式激励扩展F的发生和发展.

机载条带SAR F. Leberl扩展模型无参考点定位

针对机载合成孔径雷达(SAR)条带成像模式,基于距离多普勒(RD)算法,建立了F. Leberl扩展模型,推导了不考虑地形起伏情况下基于该模型的图像无参考点定位公式体系,分析了多普勒参数估计误差、斜距及载机高度测量误差对定位精度的影响,并通过仿真给出了有用的结论.

磁暴不同相位期间低纬海南地区电离层扩展F分布特性研究

基于2002—2007年海南地区DPS—4测高仪探测数据,对海南地区电离层四种类型扩展F,包括频率型(FSF)、区域型(RSF)、混合型(MSF)和强区域型(SSF),在磁暴不同相位期间的年际变化和总体分布特性进行了统计分析研究。结果表明:(1)在初相期间,较为活跃的扩展F是在高年(2002)和下降年(2003—2004)的SSF,以及低年(2005—2007)的MSF;(2)在主相期间,较为活跃的扩展F是2002、2006年的SSF和2005、2007年的MSF;(3)在恢复相期间,较为活跃的扩展F是2002年的SSF和2003—2006年的MSF,并且MSF的发生率随太阳活动减弱(从2002年到2006年)有增加趋势。总体上,最为活跃的是SSF和MSF,其次是FSF,而最不活跃的是RSF。分析还表明,初相期间扩展F的发生率要高于主相和恢复相的发生率,这说明快速渗透电场对初相期间的扩展F有促进作用;而主相和恢复相期间扩展F的发生率则受到了快速渗透电场、扰动电场等因素的共同作用。

论赤道扩展F的密度不规则体(Ⅰ)

本文从等离子体二流体方程组出发,导出适于描述晚间赤道F层现象的DFA模型。证明该模型存在大量偶极涡解。它们可望用于解释赤道扩展F过渡区和中小尺度两区域内存在的大量密度不规则体事实。

大西洋低纬度Acsension IS台站强区域型扩展F发生率统计研究

使用位于南半球大西洋的低纬度Acsension IS台站(7.9°S,345.6°E;磁纬2.3°S)的DPS型数字测高仪在2004年探测的扩展F数据,对该台站上空的电离层扩展F、特别是强区域型扩展F的发生率特性进行统计研究。结果表明:探测到的扩展F类型是频率型(FSF)、区域型(RSF)、强区域型(SSF)和混合型(MSF),没有探测到歧型。各种类型扩展F的月变化不同,RSF与SSF的月发生率大致在1~3月和10~12月较高,在5~8月明显降低;不过SSF在7月和9月发生率也较高。各季节SSF占扩展F出现时间的比例在春秋季和夏季高(约30%),在冬季低(5%)。扩展F发生率峰值的地方时出现的顺序依次是RSF、SSF、FSF和MSF。通过将Ascension IS台站的扩展F,特别是SSF的变化规律与其他台站的结果进行比较,发现Acsension IS台站的扩展F,特别是SSF发生率的季节变化与其他经度地区台站以往的结果不完全相同,显示了电离层现象的区域变化特性,并说明SSF应被当做低纬度电离层一种独立的扩展F类型进行研究。

论赤道扩展F的密度不规则体(Ⅱ)

本文对等离子体中的电子和离子分别采用流体和动力论描述,导出适于描述夜间赤道F层现象的若干非线性模型。由此证明赤道扩展F小尺度区域可存在大量偶极涡、孤子和孤子链等类型的密度不规则体。

NORTON COMMAND 5.0 FOR DOS下F2扩展功能的实现

随着计算机业的发展,特别是各种各样的工具软件的出现,带来了各种各样的特定的环境参数设置。而这些参数的设置一般在安装时由安装程序加入AUTOEXEC.BAT和CONFIG.SYS文件中,从而在微机启动时,自动设定相应的环境,使得这些工具软件得以顺利地运行。但由此引发一个问题,即很多时候不同软件的环境参数有冲突,像BORLANDC6.0+程序和FORTRAN 5.0程序的库函数运行环境设置与包含环境设置就完全不同,它们都有SET LIB=C:\…\LIB和SET INCLUDE=C:\…

磁暴对海南地区电离层扩展F的影响

利用2002年2月至2007年12月海南地区DPS-4测高仪观测数据,用统计分析方法研究了磁暴对电离层扩展F的影响.结果认为磁暴从整体上抑制了扩展F现象的发生.但若把扩展F分为不同类型,则结果却有所不同.对于频率型(FSF),在2002年和2003年磁暴对其有促发作用,在2004—2007年有抑制作用;对于区域型(RSF),在2002 2005年磁暴对其有抑制作用,在2006年和2007年,对其有弱促发作用;对于混合型(MSF),在2002年磁暴对其有抑制作用,在2003年和2004年有促发作用,从2005年开始,磁暴对其有抑制作用;对于强区域型(SSF),在2002—2004年磁暴对其有抑制作用,在2005年和2006年有促发作用,2007年有弱抑制作用.

不同初始扰动对电离层扩展F影响的数值模拟

重力波、中性风场、电场是激发电离层扩展F的主要影响因子,本文基于中低纬电离层扩展F发展的物理模型,通过电场强度、背景风场对扩展F影响作用的分析和经验对比,首先验证了模型的有效性,后借助该模型数值模拟了给定背景环境下三种尺度初始电子密度扰动条件下扩展F的发展情况,同时研究了利用化学物质释放实现一定尺度扰动,进而激发扩展F的过程.结果表明,较强的背景电场、东向风场有利于扩展F的形成和抬升,与经验结论相吻合;电离层从被作用初始扰动到激发扩展F的过程中存在拐点效应,拐点之后扩展F被激发形成并且抬升迅速,同时短波长扰动相对于长波长扰动更有利于扩展F的激发和发展;化学物质H_2O释放通过耗散电子密度,形成了一定尺度扰动并诱发了扩展F的形成,该方法可作为一种人工激发扩展F的探索手段.

高纬地区电离层扩展F发生时间研究

利用高纬地区Zhigansk、Yakutsk两个台站的DPS-4电离层测高仪2006年观测到的扩展F(Spread-F,SF)数据统计分析了两台站不同类型SF出现的地方时分布及其季节变化.结果表明:Zhigansk和Yakutsk两个台站观测到的SF主要类型都是频率扩展(Frequency Spread-F,FSF)和混合扩展(Mixed Spread-F,MSF);两台站FSF出现的时间范围具有明显的季节变化,而MSF在各个季节都主要出现在18∶00—06∶00LT.通过分析可以认为这两个高纬度地区FSF的发生主要与电离槽有关,而MSF主要与夜侧磁层粒子沉降有关.

扩展FOXPRO中BROWSE命令的功能

FOXPRO是FOX软件公司在80年代末90年代初推出的全新的基于PC机平台关系型的数据库管理系统.对于DOS,Windows适用得非常好,而且在Mashintosh上表现也很出色,不管是在功能上还是速度和用户界面、数据存取、索引查询结构化语言、多种数据形式编辑方面都有极其重大的提高和改进.在数据库管理应用中,数据的编辑处理是一个很重要的方面,占极大的编程量.Foxpro提供了一套完整的工具来实现数据编辑.用户既可以使用窗口用户界面,图形浏览工具和直观的对话窗口及各种生成器来轻松方便地操作数据,同时,开发者还可以使用集成环境下丰富的开发工具,这些包括功能强大的编辑器,跟踪与调试工具,项目管理器和先进的结构化性Xbase语言.在编程技术方面,Foxpro的Xbase语言与Foxbase+或dbase Ⅳ相比,命令和函数不仅增加了200多个,而且命令的形式和可选项极大的被充实和加强,传统的BROWSE语句和@……GET是其中最典型的代表.在Foxpro中,BROWSE是最有用的命令之一.它的语句格式如下:

磁扰和磁静期间海南扩展F起始时间出现率研究

利用2002年2月至2007年12月(第23太阳活动周的下降段)近6年的海南DPS-4型电离层测高仪探测数据,对磁扰和磁静夜晚期间扩展F起始时间出现率进行统计研究.结合海南电离层观测站所观测到的扩展F类型,将扩展F区分为频率型、区域型、混合型和强区域型,分别进行统计分析.结果表明,无论磁扰还是磁静夜晚,混合型扩展F起始时间总出现率最高,最为活跃,其次为频率型和强区域型扩展F,最不活跃的是区域型扩展F;无论在磁扰还是在磁静夜晚条件下,混合扩展F起始时间主要围绕在午夜前后,且磁静时更多地起始于午夜前,而磁扰时则倾向于延至午夜后,频率型扩展F在午夜后较高.而强区域型扩展F则在午夜前较高.在本次太阳活动下降阶段,强区域型与区域型扩展F的起始时间出现率逐年与太阳活动呈现一定的相关性.所得结果有助于分析不同类型扩展F在形态和机制方面的差异.

高低纬地区电离层扩展F暴时特性比较研究

不同纬度地区电离层扩展F的对比分析是研究电离层扰动传播的一个重要方法。本文利用三个台站六个磁暴期间的扩展F数据,对高低纬地区电离层扩展F暴时特性进行了对比研究。结果表明,高低纬地区观测到的扩展F类型不完全相同,并且扩展F的起始时刻随着纬度降低而推迟,这表明产生扩展F的电离层扰动是从高纬向低纬地区传播的。