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相似文献
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1.
曲靖非相干散射雷达功率剖面的初步观测与分析   总被引:5,自引:1,他引:4       下载免费PDF全文
介绍了非相干散射雷达功率剖面与电离层电子密度剖面之间的关系,给出了曲靖非相干散射雷达功率剖面的一些观测结果,结合电离层垂直探测数据,初步介绍了曲靖非相干散射雷达在夜间电离层波状扰动、低纬电离层异常区北驼峰位置、电离层电子密度日落增强和暴时变化等观测研究中的应用.本文结果丰富了对我国曲靖地区电离层空间天气特性的认识,显示了该雷达在我国低纬电离层空间天气观测研究中的良好应用前景.  相似文献   

2.
利用曲靖非相干散射雷达2017-2018年春夏季观测数据首次分析了电离层日间150~450km电子温度的地方时与高度变化特征及其与电子密度的相关性.发现hmF2及以上的电子温度在日出日落时具有两个峰值,在11∶00-16∶00LT之间变化较小,高度越高午后上升的时间越早;从150km开始迅速增加,在约220km达到最大值,然后开始降低,在约300~350km达到最小值,最后单调上升;200km以下电子温度与电子密度成正相关(主要由热传导控制),200~450km之间存在明显的反相关(光电离过程占主导),电子-离子温度差与电子密度对数之间存在近似线性关系,电子温度逐日变化与光电离因子的变化趋势相似,这种相关性在中午与午后更明显;以上结果与其他非相干散射雷达观测和电离层模型计算结果基本一致,但也存在一些差别,需要结合更多数据深入分析.  相似文献   

3.
我国极区冬季电离层加热实验研究   总被引:10,自引:8,他引:2       下载免费PDF全文
通过对非相干散射雷达观测数据的处理分析,研究了2008年1月我国在挪威Troms进行的冬季电离层加热实验效应.研究结果表明,电离层临界频率大于泵波频率的O波加热事件扰动效应明显,电子温度存在60%~120%的增强,扰动范围从150 km一直延伸到400 km,电子密度扰动不显著,最大可以观察到12%的密度衰减.受加热影响,离子声波频率有1~2 kHz的增加,离子线谱峰谷比增加,有时伴随有高阶谐振线出现.离子线和等离子线功率存在过冲现象,等离子线的功率剖面存在单峰、双峰和三峰结构,等离子线的功率增强幅度随频率负指数衰减.  相似文献   

4.
本文介绍了我国曲靖非相干散射雷达的主要技术方案,结合实测数据分析表明该雷达具备了电离层电子密度与等离子体温度观测、空间碎片凝视探测与月球二维成像探测等能力,可用于研究电离层F层气候学特征、电子密度暴时变化与异常增强等天气事件、E-F谷区结构与变化、约3 cm以上尺寸空间碎片的分布特征与模型、月球不同区域的散射回波特性等.下一步将重点开展低电离层与北驼峰结构及演化过程、电离层暴时与扰动特性观测.  相似文献   

5.
利用1988~1999年欧洲非相干散射EISCAT(European Incoherent Scatter)雷达观测数据,对不同太阳活动周相、不同季节的极光椭圆区电离层F区电子密度进行统计分析,研究其气候学特征,并与IRI 2001模式比较.EISCAT观测到的电子密度显示出显著的太阳活动高年“冬季异常”和太阳活动低年半年变化等现象.EISCAT实测电子密度随时间和高度的平均二维分布和500 km高度以下总电子含量TEC,从总体来看与IRI 2001模式预测结果符合较好.但高年在TEC达到最大值前后,IRI 2001模式预测的电子密度高度剖面与EISCAT观测结果有显著差别:F2峰以上IRI 2001模式预测的电子密度过大,造成TEC明显高于雷达观测值.另外,在太阳活动下降相,EISCAT观测显示出明显的半年周期季节变化特征,但IRI 2001模式未能预测出此下降相季节变化.  相似文献   

6.
本文尝试结合非相干散射雷达和GPS TEC观测数据提取等离子体层总电子含量(PTEC).我们首先描述所用的技术方法,然后具体利用了Millstone Hill台站的观测数据研究该地区上空等离子体层总电子含量(PTEC)的变化情况.我们采用变化标高的Chapman函数对非相干散射雷达测得的电子浓度剖面数据进行拟合,然后通过对剖面积分得到100 km到1000 km高度范围的电离层总电子含量.GPS提供的TEC数据为高度达20200 km的总电子含量,两者之差可近似看成等离子体层的电子含量.本文分别选取太阳活动高年(2000, 2002年)和太阳活动低年(2005,2008年)Millstone Hill台站的静日数据进行研究.结果表明,等离子体层电子含量及其所占GPS TEC的比例具有明显的周日变化.PTEC含量在白天高于夜间,而所占GPS TEC的百分比,夜间明显高于白天.太阳活动高年所选月份等离子体层电子含量在4~14 TECU (1TECU=1016el/m2) 范围内变化,夜间所占比例可达60%左右.太阳活动低年所选月份等离子体层电子含量在3~7 TECU范围内变化,所占比例夜间最高可达80%左右.我们所得到的结果与前人基于其它观测手段所得结果在变化趋势上一致,在量级上也大致相当.因此,这从一个侧面证明了我们所用方法的可靠性.非相干散射雷达能够探测包括F2层峰值以下及以上高度的电子浓度,利用这一设备所观测得到的资料来推算电离层电子含量将比前人基于电离层垂测仪观测资料进行的推算更具真实性,由此得到的等离子体层电子含量也将更为接近真实情况.  相似文献   

7.
本文利用欧洲非相干散射雷达数据,分析研究了电离层不同等离子体参量对大气重力波的响应之间的关系.应用这种关系,发展了一种在垂直于地磁场的电场可以忽略等简化假设下,由电子密度和离子沿场速度的同时测量数据,反演求解较高(约250km以上)F区中引起TID的重力波传播参数的方法.用此法对一典型TID事件进行分析计算,所得结果与全波解数值研究结果很好符合.  相似文献   

8.
本研究基于美国GUVI观测氧原子135.6 nm夜气辉光谱数据,建立了GUVI临边观测模型,采用正则化和牛顿迭代法相结合的方法,消除了权重矩阵的病态问题,得到了峰值电子密度和峰值高度,并结合电离层电子密度的Chapman表达式,反演得到了电离层电子密度剖面.将得到的反演结果与地基方式获取的观测数据进行比较,两者吻合得很好.之后,反演得到了磁暴期2002年9月29日到10月3日的电子密度剖面,初步分析了电离层电子密度剖面随磁暴的变化情况.  相似文献   

9.
电离层加热实验中超强电子密度增强特征   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
2011年11月利用欧洲非相干散射雷达协会(EISCAT)的大功率加热设备和诊断设施开展了挪威高纬度地区电离层加热实验. 在此次加热实验中, UHF雷达探测到了十分明显的电子密度增强现象, 反射高度附近电子密度最大增幅可达269.3%, 而在远离谐振区的300~500 km及以上高度的增幅也可达30%~50%. 通过对加热前后离子线谱和数据残差的对比分析, 表明300~500 km的电子密度增强是真实可信的, 在如此大的空间范围出现增幅如此大的电子密度增强特征实属罕见. 另外通过对等离子体线谱的分析, 得到了等离子体线双谐振峰结构, 本文利用电子的速度分布函数和等离子体线谱之间的关系, 对加热实验中观测到的等离子体线谱进行了仿真, 提出了超热电子是引起本次电子密度增强的可能机制. 并利用仿真中所使用的超热电子速度参数对超热电子的电离能力、横向和纵向自由程进行了计算, 最终验证了所提出的物理机制的合理性.  相似文献   

10.
磁暴期间电离层行为是电离层物理的重要研究内容.本文利用美国Millstone Hill非相干散射雷达以及GPS-TEC数据资料,分析了2002年10月13-17日和22-26日磁暴事件期间电离层电子密度响应在不同高度存在的差异.结果表明:正、负相暴电子密度的变化幅度随高度变化趋势相同,但不同高度上响应的时间、相位和幅度存在差异;负相暴最大变化幅度所在高度值同静时峰高值非常吻合,二者有很好的线性关系,但正相暴最大变化幅度所在高度值同静时峰高值无关,波动较大,意味着电离层正相暴响应更易到达各个高度上;特别地,22-26日负相暴在能量初次耦合进入电离层时高高度有极小的变化,其最大绝对变化量仅为低高度的4%.大气成分和风场的共同作用是两次负相暴发生的主要原因,但前者成分效应明显,后者动力学作用明显,有时甚至700 km以上电离层的贡献也是不可忽略的.  相似文献   

11.
电离层垂直TEC映射函数的实验观测与统计特性   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
利用GPS信标测量获得的电离层电子浓度总含量(TEC)是沿电波路径的斜向TEC.理论研究和实际应用中,常常需要通过映射函数将斜向TEC转换为垂直方向的TEC,这在当前主要采用对电子浓度分布模型的数值积分得到模型映射函数来实现.本文在考察现有不同模型映射函数的基础上,又提出了一种源于实际观测的实验映射函数的概念与估算方法.我们利用IGS的全球GPS观测站的斜向TEC和JPL提供的垂直TEC数据获得了2006年期间的实验映射函数,并对所得结果进行了初步统计分析.在卫星天顶角较小时,上述实验映射函数和模型映射函数之间相差甚微,均可很好描述垂直TEC与斜TEC之间关系;但卫星天顶角较大时,实验映射函数和常用的模型映射函数之间存在明显差异.本文认为,这种差异主要是因为现有模型映射函数中没有考虑到等离子体层的贡献.我们认为采用基于实验映射函数的模式,或者通过考虑等离子体层的贡献对现有模型映射函数进行改进,可以有效提高电离层TEC的估算精度.  相似文献   

12.
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   

13.
The measurements of an increase in the total electron content (TEC) of the ionosphere during solar flares, obtained based on the GPS data, indicated that up to 30% of TEC increments corresponded to the ionospheric regions above 300 km altitude in some cases, and TEC increased mainly below altitudes of 300 km in other cases. The theoretical model of the ionosphere and plasmasphere was used to study the obtained effects. The altitude-time variations in the charged particle density in the ionospheric region from 100 to 1000 km were used depending on the solar flare spectrum. An analysis of the modeling results indicated that an intensification of the flare UV emission in the 55–65 and 85–95 nm spectral ranges results in a pronounced increase in the electron density in the topside ionosphere (above 300 km). The experimental dependences of the ionospheric TEC response amplitude on the localization and peak power of flares on the Sun in the X-ray range, obtained based on the GPS data, are also presented in the work.  相似文献   

14.
The intensity of large-scale traveling ionospheric disturbances (LS TIDs), registered according to measurements of the total electron content (TEC) during the magnetic storms of October 29–31, 2003, and November 7–11, 2004, has been compared with that of local electron density disturbances. The data of TEC measurements at ground-based GPS receivers located near the ionospheric stations and the corresponding values of the critical frequency of the ionospheric F region (foF2) were used for this purpose. The variations in TEC and foF2 were similar for all events mentioned above. The previous assumption that the region of thickness 150–200 km in the vicinity of the ionospheric F region mainly contributes to TEC modulation was confirmed for the cases when the electron density disturbance at an F region maximum was not more than 50%. However, this region probably becomes more extensive in vertical when the electron density disturbance in the vicinity of the ionospheric F region is about 85%.  相似文献   

15.
An annular eclipse occurred over Europe in the morning hours of 3 October 2005. The well-defined obscuration function of the solar radiation during the eclipse provided a good opportunity to study the ionospheric/thermospheric response to solar radiation changes. Since the peak electron density behavior of the ionospheric F2 layer follows the local balance of plasma production, loss and transport, the ionospheric plasma redistribution processes significantly affect the shape of the electron density profile. These processes are discussed here based on a comparison of vertical incidence sounding (VS) and vertical total electron content (TEC) data above-selected ionosonde stations in Europe. The equivalent slab thickness, derived with a time resolution of 10 min, provides relatively good information on the variation of the electron density profile during the eclipse. The computations reveal an increased width of the ionosphere around the maximum phase. As indicated by the available measurements over Spain, the photo production is significantly reduced during the event leading to a slower increase of the total ionization in comparison with the neighboring days. The supersonic motion of the Moon's cool shadow through the atmosphere may generate atmospheric gravity waves that propagate upward and are detectable as traveling ionospheric disturbances at ionospheric heights. High-frequency (HF) Doppler shift spectrograms were recorded during the eclipse showing a distinct disturbance along the eclipse path. Whereas the ionosonde measurements at the Ebro station/Spain in the vicinity of the eclipse path reveal the origin of the wave activity in the lower thermosphere below about 180 km altitude, the similar observations at Pruhonice/Czech Republic provide arguments to localize the origin of the abnormal waves in the middle atmosphere well below the ionospheric heights. Although ionosonde and HF Doppler measurements show enhanced wave activity, the TEC data analysis does not, which is an indication that the wave amplitudes are too small for detecting them via this interpolation method. The total ionization reduces up to about 30% during the event. A comparison with similar observations from the solar eclipse of 11 August 1999 revealed a quite different ionospheric behavior at different latitudes, a fact that needs further investigation.  相似文献   

16.
The ionospheric response in the Irkutsk region (52.3° N, 104.3° E) to the extreme geomagnetic storms of solar cycle 23 was studied based on the data of the Irkutsk incoherent scatter radar (ISR) and DPS-4 vertical sounding digital ionosonde. The deviations of parameters from the undisturbed level, i.e., from the monthly medians or the values obtained on a quiet day, were considered as an ionospheric response. Values of the electron concentration maximum (N mF2) and electron temperature (T e) at a height of 350 km were chosen as parameters. The ionospheric response is interpreted in the scope of the concept of a thermospheric storm and penetration of the magnetospheric electric field.  相似文献   

17.
给出一个利用观测的TEC和电离图参数来推导顶部电离层电子密度剖面的方法.基本原理是,利用反演的峰下剖面计算出峰下积分电子含量,然后由观测的TEC推算出顶部的积分电子含量。假定IRI计算的顶部剖面经一个修正标高因子修正后所得的积分电子含量与观测值一致,从而得到修正标高因子。  相似文献   

18.
LEO GPS接收机仪器偏差估计   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
林剑  吴云  熊晶  祝芙英  杨剑 《地球物理学报》2010,53(5):1034-1038
LEO GPS观测已成为空间电离层研究重要手段之一,通过GPS双频观测值获取的TEC则是电离层探测的一个重要参量,为获取高精度TEC需估计和消除GPS接收机仪器偏差(DCB).本文旨在探索一种全新的LEO GPS接收机仪器偏差的估计方法:基于电离层球对称的假设,利用CHAMP和COSMIC原始GPS观测数据,采用几何映射函数,通过最小二乘解算出GPS接收机仪器偏差.结果表明:(1)2008年1月份期间,通过上述方法解算的仪器偏差都较稳定,相比COSMIC网上发布结果,标准偏差都在0.6 ns以内;(2)COSMIC(轨道高度大约800 km)仪器偏差估计结果优于CHAMP(轨道高度大约400 km)的结果,原因为:对于不同轨道高度LEO GPS仪器偏差估计,其较高轨道高度的电离层球对称假设影响较小.  相似文献   

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