利用神经网络预报中国地区电离层f_0F_2

利用神经网络技术并考虑太阳和地磁活动对电离层的影响,提出了一种提前5h预报中国地区电离层临界频率f_0F_2的方法.网络输入包括时间、季节、地理纬度、太阳天顶角、最近一天的12个观测值(F_(-23),F_(-22),F_(-21),F_(-20),F_(-19),F_(-18),F_(-5),F_(-4),F_(-3),F_(-2),F_(-1),F_0)和前30天滑动平均值(A_(-24),A_(-23),A_(-22),A_(-4),A_(-3),A_(-2),A_(-1),A_0),网络输出分别为未来5h的f_0F_2值F_(+1),F_(+2),F_(+3),F_(+4),F_(+5).选取乌鲁木齐、长春、重庆和广州站1958—1968年间的数据训练网络,利用中国9个电离层站的历史数据检验网络,根据均方根误差衡量网络性能的好坏.结果表明。

f_0F_2的季节变化特征

用我国八个电离层站１９７６～１９８８年的ｆ０Ｆ２资料，分析其季节变化规律。指出：我国人ｆ０Ｆ２的白天值普遍存在季节异常现象，这与前人的结果一致；低纬地区ｆ０Ｆ２的夜间值也存在季节异常现象，这与前人的结果有较大差异。

基于IRI-2012模型广州地区f_0F_2实测与预测的对比分析

利用广州台站(23.2°N,113.3°E)的实测数据和IRI-2012模型提供的预测数据,对比分析了2013年广州地区f_0F2的变化特征.结果表明,IRI-2012模型能够较好预测该地区f_0F_2的变化趋势,并且CCIR参数得到的预测值比URSI参数更接近实测值;预测值与实测值存在系统偏差,在11:00 LT-06:00 LT时段,观测值均比预测值大,其他时段则相反.在日落后至午夜前时段,预测值与实测值有较大差距.绝对偏差的极值点通常出现在20:00 LT左右,最大超过4 MHz.相对偏差变化比较明显的时段是午夜后至凌晨;在02:00 LT或04:00 LT及06:00 LT附近,可能会出现双误差峰值点,最大超过0.4;但在σ变化很大的20:00 LT附近,相对偏差却变化不大.夜间增强现象会使得偏差增大,导致预测值不能很好反映实测f_0F2的变化.

夜间135.6 nm气辉反演的电离层f_(0)F_(2)与测高仪观测比较研究

在夜间电离层,气辉135.6 nm谱线主要由F层的O^(+)和电子的辐射复合过程以及O^(+)和O^(-)的中性复合过程激发,该谱线强度和电离层峰值电子密度N_(m)F_(2)存在很强的相关性。利用夜气辉135.6 nm辐射强度与F_(2)层峰值电子密度N_(m)F_(2)的平方成正比的物理模型,建立了在不同经纬度、地方时、季节和太阳活动下均适用的反演算法。通过DMSP卫星上搭载的紫外光谱成像仪(SSUSI)实际观测的135.6 nm气辉辐射强度来反演相应时空的电离层F_(2)层临界频率f_(0)F_(2),并将其与地基测高仪探测结果做了综合对比。结果表明,在太阳活动高年(2013年),相对误差小于等于20%的数据占比93.0%,平均相对误差约为7.08%;在太阳活动低年(2017年),相对误差小于等于20%的数据占比80.8%,平均相对误差约为12.64%。最后,对该算法在太阳活动高低年的反演精度差异进行了分析。

新版亚大地区F_2电离层频率预测方法

新版亚大地区F_2电离层频率预测方法根据电离层参量与太阳黑子数12个月流动平均值(R_(12))的互相关原理,使用R_(12)代替了由重庆F_2层临界频率导出的电离层指数Ic,减小了R_(12)转换为Ic时的误差;并在原亚大地区F_2电离层频率预测方法的基础上审慎地选择并增补了一些探测站的大量数据,不再使用三组不同R_(12)值的B系数去插值,避免了中间环节所带来的插值误差。并对几种不同方法的预测结果进行了比较,结果显示新版本的预测精度较高。

玉树地震前的电离层异常现象分析

分析了玉树地震前地基电离层探测临界频率、GPS TEC和卫星探测原位等离子体参量等多个参数的扰动变化信息,研究了不同高度异常变化的时空关联性.分析发现,在地震前一天的4月13日,多个电离层参量出现同步扰动异常,电离层临界频率f_0F_2异常相对滑动中值增大40%,异常空间上存在从震中东南向西南漂移的特性;GPS TEC异常增强15TECU(1 TECU=10^(16)m^(-2))左右,分布于震中南部经度15°范围内,且有明显的磁共轭效应;DEME TER观测的原位氧离子密度N_i(O+)4月13日为1—4月中最强的一天,异常分布偏向赤道区,但仅局限在30°—50°左右的经度范围内.综合三个参量的异常特征发现,无论是空间的局地性还是时间上的密切关联均反映这次电离层扰动可能与玉树地震孕育有关.结合其他观测信息,进一步探讨了这次地震孕育过程的地震电离层耦合机理.