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1.
赤道等离子体泡是在磁赤道和低纬地区一种通常发生在夜间的大尺度电离层不规则结构.本文利用2010—2021年全球低纬地区GNSS TEC监测仪长期观测数据，分析了赤道等离子体泡对太阳和地磁活动及季节的依赖特征.结果表明，全球每个经度区赤道等离子体泡发生率与太阳活动都显著正相关，赤道等离子体泡的日发生率与F107指数相关系数接近0.70.经度-60°～-30°在赤道等离子体泡高发月份的日落后发生率与F107的相关关系有明显的饱和效应.在季节变化方面，经度-60°～-30°赤道等离子体泡主要发生在1—3月和10—12月，其他经度主要发生在分季.不同经度区赤道等离子体泡日落后发生率季节不对称性存在显著区别，在太阳活动上升期，经度-60°～-30°的10—12月发生率明显高于1—3月；在太阳活动下降期，0°～180°经度区3月分季高于9月分季.此外，地磁扰动对产生赤道等离子体泡主要是抑制作用，特别是在太阳活动高年、分季. 相似文献
2.
基于CM4模型的中国大陆地区地磁场时空分布特征分析 总被引：1，自引：1，他引：0
本文利用第四代地磁场综合模型（Comprehensive Model 4，CM4），计算了1982-2001年中国大陆地区同一经度链和同一纬度链上地磁台站的磁层源磁场及其感应场、电离层源磁场及其感应场的地磁北向分量X、东向分量Y、垂直分量Z的模型值，分析了各场源磁场随时间和空间的变化特征。结果表明:在时间上，经度链和纬度链台站的磁层源磁场及其感应场均呈现出11年和27天周期性变化。电离层源磁场及其感应场具有明显的季节变化，不同年份相同季节变化形态一致但幅度不同。在空间分布上，经度链和纬度链台站磁层源磁场及其感应场的年变化幅度呈现出不同变化特征，电离层源磁场及其感应场在经度链上变化特征不同，而纬度链台站的数值基本一致。日变化分析显示，磁静日和磁扰日期间，模型数据与台站实测数据变化一致性较好，相关性较高。 相似文献
3.
本文尝试利用COSMIC低轨卫星对GPS信号的顶部TEC观测资料研究等离子体层电子含量(简称PEC)的变化规律.首先介绍从低轨卫星对GPS的顶部TEC观测资料提取等离子体层垂直电子含量的方法,然后利用该方法提取2008年全年的PEC数据,进而研究了2008年这一太阳活动低年PEC随地磁纬度(MLAT)、磁地方时(MLT)以及不同季节的变化规律.此外,还利用提取的120°E和300°E经度链上的数据对比研究了PEC的经度变化情形.研究结果表明:(1)PEC主要集中分布在磁赤道±45°之间的一个绕地球的环带状区域中;(2)PEC表现出以下的昼夜变化规律特征:白天时段之值高于夜间,约在12—16MLT之间达到最高峰值,而最小PEC值出现在日出前大约4—5MLT左右的时段;(3)相比其他季节月份而言,PEC在北半球夏季月份(5—8月)具有最小值;(4)PEC存在明显的经度变化,不同经度链上的PEC存在不同的季节变化特征. 相似文献
4.
利用法国电磁卫星Demeter装载的ICE(电场探针)及IAP(等离子体分析仪)探测数据,分析研究2006年不同季节、不同地方时顶部电离层电场及各等离子参量的全球空间分布特征,结果发现,电场x分量及H+离子浓度、O+离子浓度、He+离子浓度、等离子体温度具有显著的季节变化和地方时变化,而电场y分量及z分量全球分布的季节... 相似文献
5.
本文利用2014年9月到2017年8月全球高时空分辨率TEC数据对北半球四个经度带电离层中纬槽的发生率和槽极小位置的变化进行了统计研究.基于Kp指数,我们引入了一个包含地磁活动变化历史效应的地磁指数(Kp 9)来分析中纬槽位置变化与地磁活动水平的关系.通过与其他地磁活动指数的对比,发现槽极小纬度与Kp 9指数的相关性最好.此外,本文重点分析了中纬槽发生率及槽极小纬度的经度差异、季节变化、地方时变化以及与地磁活动强度等的关系.结果表明,中纬槽的发生率与经度关系不大,主要受到季节、地方时与地磁活动的影响.午夜中纬槽发生率在夏季较低,其随地方时的变化则呈现出负偏态分布的特点,在后半夜发生率更高,而地磁活动增强对中纬槽的发生具有明显的促进作用.对于槽极小纬度,其在四个经度带的分布差异不大,但月变化各不相同,其中-120°经度带呈单峰分布,在夏季槽极小纬度更高,而0°经度带夏季槽极小纬度更低.槽极小的位置显著依赖于地磁活动、地方时以及季节变化.一般说来,地磁活动越强,中纬槽纬度越低.中纬槽位置随地方时的变化有明显的季节差异,冬季昏侧槽极小纬度随地方时变化较快,弱地磁活动条件下22∶00 LT前即达到最低纬度,其后位置几乎保持不变,而两分季槽极小纬度从昏侧至午夜都在降低,夏季槽极小纬度从昏侧连续下降至03∶00 LT左右. 相似文献
6.
夏季磁静日中国大陆上空电离层电子浓度变化特征 总被引：2，自引：0，他引：2
使用DEMETER卫星上Langmiur探针记录的电子密度(Ne)资料,分析了2007年6月6～20日磁静日中国大陆上空(0°～70°N,60°～120°E)660km高度的Ne变化特征.结果表明,整个研究区域Ne存在明显日变特征.在研究区域内,0°～20°N范围,Ne最大值出现在北京时的12～14时,随着时间推移.峰值幅度衰减;30°～50°N区域内,最大峰值分别出现在20时至次日2时,有些轨道出现双峰值;高纬度上Ne基本平衡在20000cm<'-3>左右.分别计算了30°N、40°N和50°N几个纬度点的时均值,结果显示在中纬度区夜间Ne变化幅度平均高于白天.40°N上Ne在21～22时呈现最大值,300N上Ne在13～14时呈现最大值,50°N基本无大的起伏,都与低纬度地区有明显差异,因此不同纬度之间形态各异,各纬度之间没有统一的背景信息.相邻轨道之间的相关性分析结果表明,与参考轨道相邻近的1～2条轨道相关系数比较高,因此选定2000～4000km范围进行背景场分析研究. 相似文献
7.
Swarm A/C卫星在460 km左右高度伴飞,地方时差异5.6 min,为赤道电离异常(Equatorial Ionization Anomaly,EIA)研究提供了一个绝好的观测机会.本文利用Swarm A/C卫星2014—2017年期间的电子密度观测数据,研究了地磁活动相对平静期EIA特征参量地方时梯度的日变化特征.分析发现:(1)EIA驼峰强度和位置的地方时梯度,ΔNe和Δβ,在正午前随地方时线性减小,午后达到极小值;傍晚前后,二者先增大后减小.该日变化特征在各季节具有普适性.(2)ΔNe和Δβ的日变化表现出紧密的相关性,且在白天和日落后两个时段内遵从明显不同的线性关系.(3)ΔNe和Δβ对赤道等离子体抬升通量地方时梯度,Δflux,的响应非常迅速,滞后时间约为1 h. 相似文献
8.
利用改进型图像信息方法 (Modified Pattern Informatics Method,简称"MPI")基于DEMETER卫星观测的电子浓度(Ne)、电子温度(Te)数据探索了2008年5月12日汶川Ms8.0震前出现的地震电离层电子参量异常现象,特别详细分析了汶川Ms8.0震前3个月的电子参量时空演化过程。在前人的基础上,对电离层电子浓度(Ne)、电子温度(Te)的观测数据进行了消除年变及由太阳活动等引起的长趋势变化,以期能够提取到由地震孕育与发生所引起的电离层扰动异常。结果发现,在震前一个月左右电子浓度(Ne)、电子温度(Te)等参量均出现了不同程度的扰动异常,震前10天左右异常减弱并趋于平静,即平静—异常出现—持续显著—异常减弱—震前平静的特点,显示了地震前存在清晰稳定的电离层扰动图像,从而对地震的发生时刻具有一定的短临指示意义。 相似文献
9.
主成分分析法在汶川地震预测中的应用 总被引：4，自引：0，他引：4
选择与地震强度有关的3级以上地震频次N（ML≥3．0）、b值、η值、Mf值、C值和A。值等6个参量进行主成分分析,实现对上述参量的有效约简。这6个参量之间有一定的相关性,各参量在不同时段的变化各有所异,但是根据主成分分析可以得到映应地震强度特征的综合指标W,发现该指标W在汶川8．0级大地震前出现明显的异常变化。这表明综合指标可可以较好的反映地震活动的异常特征。 相似文献
10.
使用因子分析方法研究吉林前郭地震前的地震活动异常 总被引：1，自引：1，他引：0
本文用2006年吉林前郭MS5.0级地震前后震中附近的地震资料,选择反映地震活动时、空、强特征的地震频次N（ML≥3.0）、b值、η值、A（b）值、Mf值、Ac值、C值和D值8个参量进行因子分析。这些参量之间有一定的相关性,各参量在不同时段的变化各有所异,预报效果并不理想。根据因子分析得到反映地震活动时、空、强特征的综合指标Wfa值,该指标在前郭MS5.0级地震前出现明显异常变化,表明综合指标Wfa值可以较好地反映地震活动的异常特征。 相似文献
11.
利用GPS TEC和法国DEMETER卫星ISL探测器的观测数据,分析了汶川地震前电离层变化.结果表明,电离层TEC在5月6-10日地方时下午有连续的负异常现象,5月9日地方时下午有明显的正异常现象.电离层TEC异常的范围主要位于震中南部区域,EW方向上1 100 ～1 670km,SN方向上1 600 ～3 700km.5月6日的负异常偏震中东南,5月7日的负异常偏震中西南,5月9日的正异常偏震中东南.震中西南和南部地区负异常较东南地区明显,震中南部和东南地区正异常程度较西南地区偏高,震中位置所对应南半球磁力线共轭区都出现了一定程度的正或负扰动.DEMETER卫星观测的电子密度Ne和离子密度N.在5月6-10日也出现了明显的负异常,异常分布与电离层TEC异常分布较为一致,主要集中在震中南部.震中所在的经度带上存在2个负异常峰值,且在纬度上关于地磁赤道对称.最后在上述异常的基础上,对基于岩石圈-大气层-电离层耦合的地震电离层异常机理开展了初步讨论. 相似文献
12.
利用ZH-1(CSES)卫星LAP载荷原位电子密度数据对中国及邻区(0°—54°N,70°—140°E)的顶部电离层背景分布及随季节变化进行了详细分析,研究结果显示:(1)研究区赤道异常的纬度延伸范围、随经度分布形态及它们的季节变化,具有与其他研究结果一致的规律性.(2)中纬度区,白天电子密度存在一个低值带,夜间电子密度呈现高值带.昼夜对比结果显示夜间电子密度升高现象在研究区中纬以上所有季节都存在,但在向低纬延伸时与赤道异常现象呈互补分布,此强彼弱,反之亦然.(3)白天观测的电子密度,半年异常表现为随纬度升高,两峰值出现时间由春秋季向夏季演变,最终过渡到中纬只有夏季峰值的年变形态;季节异常仅在赤道附近4°范围内出现.夜间观测的电子密度,北纬22°以上、50°以下出现半年异常,22°以下出现季节异常.(4)月均值背景总体上表现为夜间电子密度较白天相对波动更剧烈;其中白天电子密度,分季、夏季较冬季波动更剧烈,赤道异常区较中纬区波动更剧烈;夜间电子密度,在所有时、空上波动水平大致相当.(5)研究区电离层背景时空变化特征较为复杂,数据波动亦随时空有变化,对电离层相关科学问题的研究需关注数据背景的分析.综合这些结果及与其他同期观测数据的比较结果,我们认为ZH-1卫星原位电子密度观测数据的相对变化与其他数据集一致.同时,研究区背景数据也呈现了以往研究中未被发现的特征.ZH-1卫星观测数据具有一致的地方时和观测地点,为电离层相关科学问题的系统性研究提供了一个很好的数据集. 相似文献
13.
Tamara L. Gulyaeva 《Acta Geophysica》2007,55(2):253-266
Variations of the upper boundary of the ionosphere (UBI) are investigated based on three sources of information: (i) ionosonde-derived
parameters: critical frequency foF2, propagation factor M3000F2, and sub-peak thickness of the bottomside electron density profile; (ii) total electron content (TEC) observations from signals
of the Global Positioning System (GPS) satellites; (iii) model electron densities of the International Reference Ionosphere
(IRI*) extended towards the plasmasphere. The ionospheric slab thickness is calculated as ratio of TEC to the F2 layer peak electron
density, NmF2, representing a measure of thickness of electron density profile in the bottomside and topside ionosphere eliminating the
plasmaspheric slab thickness of GPS-TEC with the IRI* code. The ratio of slab thickness to the real thickness in the topside ionosphere is deduced making use of a similar ratio
in the bottomside ionosphere with a weight Rw. Model weight Rw is represented as a superposition of the base-functions of local time, geomagnetic latitude, solar and magnetic activity.
The time-space variations of domain of convergence of the ionosphere and plasmasphere differ from an average value of UBI
at ∼1000 km over the earth.
Analysis for quiet monthly average conditions and during the storms (September 2002, October–November 2003, November 2004)
has shown shrinking UBI altitude at daytime to 400 km. The upper ionosphere height is increased by night with an ‘ionospheric
tail’ which expands from 1000 km to more than 2000 km over the earth under quiet and disturbed space weather. These effects
are interposed on a trend of increasing UBI height with solar activity when both the critical frequency foF2 and the peak height hmF2 are growing during the solar cycle. 相似文献
14.
B. Kirov S. Asenovski D. Bachvarov A. Boneva V. Grushin K. Georgieva S. I. Klimov 《Geomagnetism and Aeronomy》2016,56(8):1082-1089
In the current work we describe the Langmuir Probe (LP) and its operation on board the International Space Station. This instrument is a part of the scientific complex “Ostonovka”. The main goal of the complex is to establish, on one hand how such big body as the International Space Station affects the ambient plasma and on the other how Space Weather factors influence the Station. The LP was designed and developed at BAS–SRTI. With this instrument we measure the thermal plasma parameters–electron temperature Te, electron and ion concentration, respectively Ne and Ni, and also the potential at the Station’s surface. The instrument is positioned at around 1.5 meters from the surface of the Station, at the Russian module “Zvezda”, located at the farthermost point of the Space Station, considering the velocity vector. The Multi- Purpose Laboratory (MLM) module is providing additional shielding for our instrument, from the oncoming plasma flow (with respect to the velocity vector). Measurements show that in this area, the plasma concentration is two orders of magnitude lower, in comparison with the unperturbed areas. The surface potential fluctuates between–3 and–25 volts with respect to the ambient plasma. Fast upsurges in the surface potential are detected when passing over the twilight zone and the Equatorial anomaly. 相似文献
15.
本文利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,简称EOF）方法分析了Millstone Hill非相干散射雷达（Incoherent Scatter Radar,简称ISR）近三个太阳黑子周期（1976年2月～2006年4月）的实测电离层160～700 km的电子浓度剖面资料,并分别用Chapman-α函数拟合了平均电子浓度剖面和带有均值的前三阶EOF级数．结果表明：电子浓度剖面的EOF级数的第一阶项主要控制F2层峰值浓度NmF2,第二阶项同时控制F2层的峰高hmF2和等效标高Hm,第三阶项主要控制等效标高Hm．进一步分析了对应的EOF系数的周日变化、季节变化和太阳活动周期变化,这些变化反映了NmF2,hmF2,Hm的气候学变化规律,例如电离层的冬季异常、半年异常等．EOF方法在级数展开方面收敛速度快,很少数低阶项即能反映电子浓度剖面的主要变化,因此可用于提取出电子浓度剖面的主要分布特征及其周日变化与气候学变化特性,并可用于进一步构建相应的经验模式． 相似文献
16.
基于GPS信标观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析问题的数学基础，在简化电离层电子密度随时间变化的条件下，导出了三维平行束层析重建公式. 在二维情况下，本文导出的三维平行束层析重建公式与Yeh等给出的二维电离层层析重建公式相同. 文中还讨论了有限视角和有限接收机孔径对重建图像的影响. 根据文中给出的三维平行束层析重建公式，在这些非理想条件下，对一个脉冲源函数进行CT重建的结果表明，基于GPS信标观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析是可行的. 相似文献
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本文利用两颗跟飞的GRACE卫星载GPS信标测量数据和基于差分相对TEC的层析算法,实现了全球范围的顶部电离层和等离子体层(450~5000 km) 层析成像.反演结果表明,利用低轨道卫星载GPS信标测量数据可以有效地重建顶部电离层和等离子体层的全球二维分布图像.对不同地磁活动条件下的天基层析反演结果表明,等离子体层电子密度随纬度的分布是不均匀的;在低纬赤道带,从顶部电离层向上延伸直到等离子体层,以及等离子体层中局地的电离增强云团,经常出现近似垂直于磁力线的电子密度柱状增强结构. 相似文献
18.
在电离层层析成像过程中,联合迭代重构算法是一种常用的反演算法.然而,该算法迭代收敛较慢,反演结果精度不高.为此,本文发展了一种自适应的联合迭代重构算法,该算法利用上一轮的电离层电子密度反演结果,自适应地调整松弛因子和加权参数.通过模拟数据和实测数据对该算法的反演结果进行了验证,并将得到的反演结果与电离层测高仪数据进行了比较,结果表明,该算法能够有效地反演电离层电子密度,且反演结果精度优于常用的联合迭代重构算法. 相似文献
19.
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. 相似文献
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本文首先从电子密度及电子温度的输运方程和考虑自作用时的电磁波波动方程出发,利用简正模展开的方法推导出泵波在反射区域激发出热自聚焦不稳定性(thermal self-focusing instabilities,TSFI)所需电场阈值以及其增长率的完整数学表达式,并估算了TSFI激发阈值及所对应的有效辐射功率(ERP)的量级.随后利用三维垂直加热的理论模型,结合国际参考电离层(IRI-2012)和中性大气模型(MSIS-E-00)给出的背景参数,数值模拟了大功率高频泵波加热电离层时泵波反射区域电子密度及电子温度因TSFI而产生的变化及发展的过程,并对比分析了不同背景参数对较热效果的影响.结果表明:当高频泵波的加热阈值达到或超过百毫伏每米的量级时,即可激发TSFI,发展出大尺度电子密度及温度不均匀体,这些不均匀体内的密度耗空约为4%~10%,而电子温度剧烈增长,到达背景温度值的1.6~2.1倍;且在相当的加热条件下,背景电子温度越低、电子密度越小,加热效果越显著;电子密度及电子温度的扰动幅度随着加热时间的推移而逐渐减小,即扰动逐渐趋于饱和,且电子温度要快于电子密度达到饱和状态.本文还对泵波反射高度处的电子密度及电子温度变化率进行采样并求得其功率谱密度,分析结果表明:TSFI发展出的大尺度不均匀体满足幂律谱结构,谱指数随着加热的进行逐渐趋于稳定,白天与夜间的幂律谱指数区别不大,但电子密度与电子温度的幂律谱有所区别. 相似文献