2009年6至7月华南地区电离层TEC扰动研究

电离层TEC(Total Electron Content)扰动与多种扰动源相关联.2009年6至7月期间存在地震和日全食的扰动源.利用广州地区GPS监测网在2009年6至7月连续监测到的TEC数据,通过采用前15天数据的滑动窗口对数据进行处理,从时间序列和空间分布两方面分析了华南地区电离层TEC扰动特征.结果显示,2009年6至7月华南地区电离层TEC扰动和该时期发生的地震以及日全食事件可能有关联;2009年7月多个地震发生引起的电离层扰动特征为,震前出现的是正异常,发震当天或震后有可能是正异常,也有可能是负异常;7月22日日全食当天TEC扰动为正异常,推测该正异常是地磁活动、地震活动及日全食综合效应的结果.

磁暴期间全球TEC扰动特性分析

磁暴期间白天电离层总电子含量(TEC)大幅度扰动.TEC扰动与磁暴发生时的世界时(UT)有关.利用7年的数据对TEC对磁暴的响应进行统计研究.结果显示,磁暴期间白天TEC增大明显,且在午后TEC的增大比例有一个高峰.在18:00 UT-04:00 UT,南美地区与其他地区相比TEC增长较大,这可能与白天的光照有关,为了研究TEC变化与磁暴的关系,结合同样时间段的Dst指数,把TEC数据分为磁暴日(Dst<-100 nT)和平静日(Dst>-50nT).研究发现,将TEC前移2 h,低纬日侧地区TEC增大值随着世界时的变化与Dst变化的负相关性较好,相关系数为-0.75.在中纬度地区,将TEC扰动前移1h,相关系数为-0.61.这可能是行进式大气扰动携带着赤道向的子午风,由极区向低纬传播引起.可以认为,TEC的变化可能是由磁暴引起的.在高纬地区,TEC增大值随着世界时的变化与Dst变化的相关性较差.这可能是由于太阳高度角较低,光辐射通量较小,导致电子密度的增加不明显.

中国地区电离层TEC暴扰动研究

电离层总电子含量(TEC)是空间天气研究和监测预报的重要参量.本文引入了电离层TEC扰动指数DI,对青岛等6个台站的DI数据进行分析,选取DI>0.35(DI≤-0.30)作为正(负)相电离层TEC扰动的强度标准,并以连续6h及以上的DI满足该值来判定电离层TEC暴扰动事件.对电离层TEC暴扰动事件的统计分析表明,在地方时日落后至子夜前为发生高峰时段,正(负)相暴扰动事件平均持续时间约为10.9h(10.5h),正相暴发生率以冬季为多,夏季为少,而负相暴则以夏季略高.发现位于赤道异常驼峰区的广州站和位于高中纬度的海拉尔站比典型中纬地区的北京站电离层TEC暴扰动更易发生,且低纬地区以正相暴扰动为主.分析表明,约有70%的电离层TEC暴扰动伴随着有地磁扰动,但是电离层TEC暴扰动并不完全由地磁扰动所引起,强烈气象活动等局地环境因素也可能对电离层TEC暴扰动有着重要影响.

磁暴与电离层总电子含量扰动相关关系的统计研究

利用1996～2004年中纬度地区的地磁和电离层总电子含量（TEC）数据，对发生的119次磁暴期间电离层TEC扰动与地磁扰动的相关关系进行统计研究，详细分析磁暴期间TEC发生扰动的频次以及TEC扰动与磁暴发生的先后关系，不同磁暴强度与TEC扰动频次的相关性以及磁暴发生的季节、地方时与TEC扰动频次的相关性。结果表明：有99．1％的磁暴会伴随发生TEC扰动，其中TEC超前扰动占71．4％，TEC滞后扰动占27．7％；急始磁暴与TEC超前扰动的相关性为80％，TEC负相扰动与超前扰动的相关性为100％；中烈磁暴和强烈磁暴下TEC发生扰动的概率为100％，磁暴和TEC扰动在秋季出现的频次最高，在春季出现的频次最低；磁暴次数年变化与TEC扰动次数年变化的相关系数为0．7632，日变化相关系数为0．7399。

武昌和广州夜间电离层闪烁的观测

本文利用1986年3月～12月在武昌和广州同时获得的VHF卫星信标记录和电离层垂测资料,对两地的夜间电离层闪烁、TEC波状扰动和扩展F层进行了比较,得到如下结果:(1) 在广州观测到单个等离子体泡或相继出现的电离层电子减损以及与它相关的VHF电离层闪烁;(2) 广州夜间闪烁和区域型扩展F层的出现率均比武昌的大,而频率型扩展F层和TEC波状扰动的出现率均比武昌的小;(3) 在持续时间大于3h,SI>1dB的10次闪烁事件中,广州与武昌两地夜间闪烁开始和结束时间互有迟早。

GIM和IRI2012模式在中国地区的时空变化和扰动分析

在合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)定位中,电离层延迟是不可忽略的误差源之一,需要选择合适的电离层模型进行校正.为了验证IRI2012模式和GIM模式在中国不同纬度地区的适用性以及中国地区电离层扰动与太阳耀斑、地磁场等因素的相关性,本文利用IRI2012模式计算的TEC预测值,并结合GIM模式给出的TEC观测值对2014太阳活动低年的中国不同纬度地区TEC时空变化特性进行了分析,包括周日变化、半年变化和年变化等.此外,由于电离层扰动引起的电离层延迟对星载低频SAR定位精度影响比较严重,以IRI2012模式为背景电离层,根据电离层平静期的GIM-TEC观测值确定电离层TEC扰动指数的阈值,在太阳耀斑和地磁异常发生时统计前后一定时间的电离层TEC扰动指数.实验结果表明:IRI2012模式和GIM模式在中国低纬和中高纬度地区的空间和时间变化均符合一般规律,在中国地区具有适用性;电离层扰动指数连续5小时超过阈值0.5判定为电离层扰动事件,当中国地区位于向阳面或处于日冕物质抛射区时,其上空电离层扰动与太阳磁暴和地磁暴紧密相关.