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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 126 毫秒
1.
测量夜间135.6 nm大气气辉辐射强度是目前有效的电离层探测方式之一,我国即将在风云三号卫星上搭载仪器,利用该波段夜气辉辐射测量来反演电子总含量(本文所指电子总含量表示卫星高度以下大气柱的电子含量)及峰值电子密度,因此非常有必要开展相关的气辉发光模型及反演研究.在介绍氧原子135.6 nm波段夜气辉激发机制基础上,考虑辐射在传输过程中受到大气氧原子的散射及氧气分子的吸收,采用迭代法求解包含多次散射及大气吸收衰减的辐射传输方程,得到该波段的体发射率,最终通过考虑包含辐射传输的路径积分计算得到135.6 nm气辉辐射强度值.对结果的分析表明:该气辉模型能较好地描述体发射率随高度的分布特征,计算得到的135.6 nm夜气辉辐射强度在不同时空及太阳活动的分布与相应条件下峰值电子密度(NmF2)及电子总含量(TEC)的分布基本一致.相同的时空及太阳活动输入条件下,模式计算的135.6 nm夜气辉辐射强度与国外同类模式结果的值平均偏差约为3%.文中最后介绍了通过135.6 nm夜气辉的辐射强度探测来反演电离层峰值电子密度NmF2及电子总含量TEC的反演方法.  相似文献   

2.
中层大气闪电现象的研究是中高层大气的热门研究课题,本文主要从数值模拟方面对中层闪电的辐射光谱进行模拟研究.基于准静电场的物理机制,用点电荷模型计算雷暴云放电后形成的准静电场随高度的分布,以E/N(E为电场,N为大气密度)为输入参量,代入到Boltzmann方程求解电场存在下弱电离气体中电子能量分布的时变函数,结合各碰撞过程对应的碰撞截面及中性分子数密度,得到各过程所对应的激发率,在此基础上得到每个激发线的体发射率,将体发射率代入到大气辐射传输方程,计算得到辐射强度随波长的分布.文中以E/N=200Td产生的体发射率为例,计算产生的辐射强度可达到几千瑞利,光谱分布与大气成分、仪器观测路径等有关.  相似文献   

3.
AURIC是由美国计算物理公司CPI与空军Phillips实验室联合开发的中高层大气紫外-可见光-近红外气辉辐射传输模型,是目前唯一用来进行中高层大气气辉辐射模拟研究的通用模型.基于MODTRAN模型的理论,AURIC可以进行80 km高度以上的辐射传输模拟并将辐射波段扩展到远紫外波段(80 nm).目前,CPI公司只面向全球发布了AURIC v1.2软件封装包,其只能进行2000年以前的单点计算,不适用于批量的中高层大气辐射模拟,更不能用于星上大气成分的批量反演.本文利用Matlab对AURIC v1.2地磁参数模块、大气电子密度模块、大气温度及各种中性气体成分密度模块进行了替代,将更新模块与原有的辐射计算模块相结合,将AURIC v1.2更新为AURIC-2012模型,其可以批量地进行全球的大气辐射传输模拟,可以与星载测量数据相结合进行中高层大气成分的批量反演,如O/N2、电子密度等,同时也为模型辐射计算模块的进一步改进和辐射机制的参数更新奠定基础.基于AURIC-2012模型,进行了气辉临边柱辐射强度模拟和体辐射率计算,并将结果分别与GUVI柱辐射强度和TIDI体辐射率实测值进行了比较,得到两者峰值的模拟平均相对误差都小于20%.最后,利用AURIC-2012对气辉临边柱辐射强度随纬度和高度的分布进行了二维模拟,并基于模拟对昼、夜气辉辐射强度分布特性及影响因素进行了分析.  相似文献   

4.
电离层LBH日辉辐射大视场计算方法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
LBH日辉辐射是由光电子与氮气分子碰撞激发而产生的,是电离层在远紫外辐射波段中最强的分子辐射信号.从空间对电离层LBH日辉辐射进行成像观测为高层大气状态的监测提供了一种强有力的方法.本文分析了LBH辐射的谱带特征,采用电子碰撞直接激发理论,使用球几何大气模型,针对大视场观测模式,给出了一种改进的LBH日辉柱辐射率计算方法RAURIC.RAURIC针对AURIC辐射算法的局限性主要有两点改进:一是增加了观测方位角;二是考虑了沿观测视线LOS方向上太阳天顶角的变化.我们使用RAURIC计算了140~180 nm波段的LBH日辉辐射,并与AURIC进行了比较,结果表明:在天底方向上,二者具有非常好的一致性;在其他观测方向上,尤其在大视场观测模式下,则需要使用RAURIC进行计算.本文工作为电离层LBH日辉图像模拟技术与数据反演技术的研制奠定了基础.  相似文献   

5.
高红  徐寄遥   《地球物理学报》2007,50(4):1011-1016
本文探讨了OH Meinel夜气辉辐射的光化学模式,给出OH(ν≤9)分子数密度分布的计算通式,重点研究了化学反应HO2 O→OH(ν≤6) O2对ν≤6各振动能级上OH分子数密度分布以及(ν′—ν″)(ν′≤6)振动带气辉辐射的影响.结果表明,该反应对数密度的贡献随振动能级的减小而增大,对(ν′—ν″)振动带辐射的贡献随着较高振动能级ν′的减小而增大,以春分时为例,它可使第1振动能级上的OH分子最大数密度和(1—0)带的最大辐射率增加约33%,第6振动能级上的最大数密度和(6—ν″)带的最大辐射率增加约7%,(1—0)带的辐射强度增加约30%,(6—ν″)带的强度增加约11%.该反应使各振动能级上分子数密度的高度分布剖面以及各振动带体辐射率的高度分布剖面变宽,最大数密度、最大发射率所处的高度下降1km左右.此外,该反应的影响程度随着原子氧密度的降低而增大,随着温度的升高而增大,并且在夏至时最大,在冬至时最小.  相似文献   

6.
本文探讨了OH Meinel夜气辉辐射的光化学模式,给出OH(ν≤9)分子数密度分布的计算通式,重点研究了化学反应HO\-2+O→OH(ν≤6)+O2对ν≤6各振动能级上OH分子数密度分布以及(ν′—ν″)(ν′≤6)振动带气辉辐射的影响.结果表明,该反应对数密度的贡献随振动能级的减小而增大,对(ν′—ν″)振动带辐射的贡献随着较高振动能级ν′的减小而增大,以春分时为例,它可使第1振动能级上的OH分子最大数密度和(1—0)带的最大辐射率增加约33%,第6振动能级上的最大数密度和(6—ν″)带的最大辐射率增加约7%,(1—0)带的辐射强度增加约30%,(6—ν″)带的强度增加约11%.该反应使各振动能级上分子数密度的高度分布剖面以及各振动带体辐射率的高度分布剖面变宽,最大数密度、最大发射率所处的高度下降1 km左右.此外,该反应的影响程度随着原子氧密度的降低而增大,随着温度的升高而增大,并且在夏至时最大,在冬至时最小.  相似文献   

7.
研究了高频电波加热电离层实验期间电子能量分布函数,利用美国HAARP和欧洲EISCAT实验中630.0 nm、557.7 nm与844.6 nm等气辉辐射测量结果,给出了在红光与绿光强度比值小于10和比值大于等于10两种情况下电子能量分布函数表达式,在3~100 eV电子能量范围内,分段幂指数因子随电子能量的增加而下降,并利用获得电子能量分布函数对其他电离层加热期间气辉辐射进行计算,红光与绿光辐射强度之比与实验测量结果相符,从而验证了获得的电子能量分布函数.  相似文献   

8.
利用张衡一号电磁卫星朗缪尔探针观测的原位电子密度数据和等离子体分析仪观测的原位氧离子密度数据,针对2022年1月8日青海门源MS6.9地震,分析震前电子密度和氧离子密度异常特征,并总结以往震例。结果显示,在门源MS6.9地震前11天出现电子密度和氧离子密度高值异常;对电离层异常进行震例统计分析,发现大多数地震前6天以内出现电离层异常,且走滑型地震和逆冲型地震震前居多,讨论异常产生的机理可能为大气声重波机制和电场机制。  相似文献   

9.
利用计算机模拟研究了不同条件下中纬电离层F区大尺度扰动的时空演变.当存在幅度约为5%的初始扰动时,Perkins不稳定性能发展成为大尺度电离层不均匀体.大气重力波能触发Perkins不稳定性,在更短时间内增长成为大幅度电离层振荡.非均匀局部电场结构也能产生局部电离层的大幅度扰动.本义的模拟表明,中纬电离层大尺度扰动主要表现为磁通管内等离子体沿磁力线的振荡.模拟结果与观测现象符合得很好.  相似文献   

10.
调制电子束入射进电离层等离子体中会激发电磁波辐射,根据不同试验条件和等离子体状态,激发电磁波的机制也不一样.本文主要讨论半无界稀薄调制电子束沿地球磁场力线从空间飞行器入射到电离层等离子体产生的电磁波辐射,其相应的辐射机理是由于束的纵向约束而产生的电磁波辐射.理论分析和数值计算结果显示,在满足切伦柯夫(Cerenkov)共振条件时,哨声波前向辐射方向图有一个尖锐的峰值,且随着电子束弛豫长度的增加,辐射功率值也相应增大,表明可以通过对电子束的适当调制增强电子束激发的电磁波辐射强度.  相似文献   

11.
Three methods for estimating the atomic oxygen density and exospheric temperature using the ionospheric incoherent scatter measurements have been compared. These methods are based on the usage of the relationship obtained from the energy conservation equation. They are applicable under the conditions of the atmosphere composed of oxygen atoms and ions. The first method is based on the regression analysis of finding minimal deviations of the calculated electron densities (N) from the values measured at altitudes of 300–450 km. The second method is based on solving the set of equations of the analytical expression relating N to ionospheric characteristics. These equations are given for several altitudes. The third method is related to the selection of such atomic oxygen densities at which the neutral gas temperature remains constant at an altitude above 350 km. All methods give similar results. The calculations based on the measurements performed at the Irkutsk radar on September 23, 1998, showed that the atomic oxygen densities at 400 km, estimated using the first and second methods, account for 0.48 of the value predicted by the MSIS-86 model, and such densities estimated using the third method account for 0.59 of the model value. In this case the estimated exospheric temperatures are larger than the values obtained using the thermospheric model by 11% for the first and second methods and by 14% for the third method.  相似文献   

12.
Atomic oxygen density and airglow volume emission rate profiles measured in the rocket experiment S-310-29 carried out as a part of the Waves in Airglow Structures Experiment over Kagoshima in 2000 (WAVE2000) campaign are presented, and the excitation processes of the atomic oxygen 557.7 nm line and the molecular oxygen atmospheric band airglow emissions are discussed. The volume emission rate profiles calculated from the measured atomic oxygen densities using the methods and parameters proposed by the ETON campaign (EATON model) are found to well represent the shapes of measured twin-peak emission rate profiles seen during this campaign suggesting that the EATON model is valid for a perturbed atmosphere. There is some discrepancy in the modeled absolute values for the emissions. Applying the model to the current O density measurements results in predicted emission rates that are a factor of 3.2 and 1.5 too high for the 557.7 nm line and Atmospheric band, respectively. This suggests either that the atomic oxygen densities of the present campaign are too large by a factor of 1.2 (=1.51/2) to 1.5 (=3.21/3), or that those of the ETON campaign were too small by the same factor or that the combined errors in both campaigns can account for the discrepancy (the modeled volume emission rates of the 557.7 nm line and atmospheric band are roughly in proportion to [O]3 and [O]2, respectively). Our present data findings do not favor the 2-step more than the 1-step excitation process for the atmospheric band because a calculation of the quantum efficiency based on the observed O density does not show a steep gradient around 100 km.  相似文献   

13.
利用DEMETER卫星数据分析汶川地震前的电离层异常   总被引:19,自引:4,他引:15       下载免费PDF全文
DEMETER卫星由法国于2004年6月发射,高度约为665 km,圆轨道且经过极区,其主要目的是研究与地震有关的电离层异常.2008年5月12日6∶28(世界时)在四川省汶川县(31.02°N, 103.37°E)发生了Ms8.0级的特大地震.本文分析了在震前一周内DEMETER卫星观测到的电离层异常.这些异常主要包括:(1)卫星在震前4天和5天经过震中附近时,记录到电子浓度、电子温度和氧离子浓度出现剧烈变化(变化率均超过20%);(2)在震前3天和7天,卫星探测到增强的电磁辐射.同时利用ELF频段(0~1250 Hz)的三分量电场和磁场数据,对异常电磁辐射作了进一步的分析(计算了电场功率谱、磁场功率谱、波矢方向和极化特性等).另外,考查了观测期间的地磁指数,由此得出观测到的异常现象不大可能由地磁活动引起.最后,对震前出现的这些电离层异常的可能的物理机理进行了讨论.  相似文献   

14.
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   

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.
电离层层析重构的一种新算法   总被引:5,自引:2,他引:3       下载免费PDF全文
闻德保  吕慧珠  张啸 《地球物理学报》2014,57(11):3611-3616
自适应联合迭代重构算法是电离层层析成像中一种收敛速度较快的反演算法.然而,在电离层电子密度重构过程中,该方法对迭代初值的精度要求较高.针对上述问题,本文提出了一种约束自适应联合迭代重构算法,该方法通过附加合理的平滑约束,减弱了没有观测信息的格网对迭代初值精度的依赖性,有效地提高了反演结果精度.数值模拟实验和实测数据的反演结果证实了该算法的可行性和在重构精度上的优越性.  相似文献   

17.
传统模式下,由于卫星信号中断等原因导致的实时动态PPP重新初始化问题将严重影响PPP的实际应用效果.针对上述问题,本文提出了一种有效的解决思路,首先设计了电离层延迟变化预报模型,并提出预报信息的定权方法,进而将上述预报结果作为虚拟观测值,联合历元间/星间差分观测数据估计得到周跳参数浮点解,并尝试固定,从而实现PPP快速重新初始化.该方法通过实现电离层预报结果权重的自适应确定,改善了参数估计结果的精度,提高了周跳修复成功率及可靠性.利用不同区域和不同时期的大量观测数据分析表明,周跳修复效果与测站位置、太阳活动及中断时长存在密切关系,当中断时间较短(90 s以内)时,均可以获得较高的成功率,平均达到90%以上,由此验证了本方法的有效性;随着中断时长进一步增大,不同地区和太阳活动情形下的修复效果存在显著差异,纬度越低,太阳活动越剧烈,成功率越低.  相似文献   

18.
A series of experiments on modification of the ionosphere by a powerful ground HF transmitter was performed using the EISCAT heating facility in order to generate artificial magnetic pulsations in the frequency range 0.1–3 Hz. In several cases, the ionospheric electric field and the electron density vertical profile were measured with the EISCAT incoherent scatter radar. The measurement of the background values of the ionospheric parameters made it possible to verify the numerical model for generating artificial emissions. The calculated amplitudes of magnetic pulsations correspond to the values measured on the Earth’s surface. However, the model cannot explain the sporadic nature of artificial signals, which indicates that this model is incomplete. Disturbances of the neutral particle density in the upper atmosphere are one of the possible causes explaining a difference between the calculations and the experimental values. The numerical simulation indicated that the amplitude variations caused by such disturbances can be 20%. For artificial emissions whose intensity is comparable with the intensity of artificial noise, variations in the neutral components can result in the disappearance of an artificial signal on the spectrogram.  相似文献   

19.
地基大功率电波加热电离层是通过地基大功率短波发射机向电离层发射无线电波,通过波-粒和波-波的相互作用将无线电波的能量注入电离层.通过这种有目的可操控的方式改变电离层电子密度和温度的分布,可以深入研究电离层中等离子体能量和物质的非线性演化过程,特别是电离层电子的非平衡态分布和加速问题.本文通过对电离层加热中几个比较重要物理过程的评述,对过去20年来我国研究学者在这一研究方向上取得的重要进展进行了介绍.  相似文献   

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