分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 本文选择参数化的电离层热层理论模型TIEGCM作为背景模型,基于COSMIC 掩星观测的电子密度廓线数据,应用集合卡尔曼滤波方法建立了全球电离层电子密度同化模型,实现了全球电离层的电子密度同化。同化结果表明,该同化模型能将观测资料有效地同化到背景模式中,获得全球三维电离层电子密度。与背景模式相比,同化得到的电子密度相对于观测值的偏差显著下降。此外,分组同化与同时同化的结果对比显示,平均偏差改善基本一致,同时同化后的标准偏差在峰值高度以上略有减小。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 相比传统的单点磁场探测,多点磁场协同探测可以同时获得各测点磁场,消除了探测磁场随时间的变化,更好的计算空间电流密度。本文根据由多点磁场反演计算空间电流密度的计算方法,开展了数值仿真分析,分析了卫星编队数量、卫星编队构型、卫星定位偏差、卫星姿态测量误差、磁场测量误差、外部磁场强度、外部电流密度等对电流反演误差的影响。仿真结果表明,5星编队优于4星编队,在5星编队条件下,卫星姿态测量误差和外部磁场强度是反演误差的主要来源,卫星编队构型也是反演误差的重要来源。根据仿真结果,当卫星姿态误差0.001°、编队尺度约100km时,赤道区域电流密度反演相对误差约24%。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 文根据Cluster卫星于2001年9月30日在北半球极尖区观测到的一次强扰动场向电子事件的数据,分析研究了这次事件期间场向电子的能量特性,并讨论了场向电子对太阳风能量向磁层的传输和在磁层电离层耦合过程中能量传输的作用。主要研究结果认为,这次电子扰动事件期间电子速度和密度都具有很强的扰动变化,速度增加是一个主要因素。本次事件中,根据低能段5~200eV和500~1500eV内的能谱分析表明,上行电子通量大于下行电子通量,说明上行电子主要来源于电离层,电离层上行电子在本次事件中起着非常活跃的作用。根据电离层中带电粒子的能量特征分析认为,这次事件中电离层起源的上行电子在上行过程中得到了加速。关于加速机制问题,还有待于深入研究。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 本文选择参数化的电离层热层理论模型TIEGCM作为背景模型,基于COSMIC 掩星观测的电子密度廓线数据,应用集合卡尔曼滤波方法建立了全球电离层电子密度同化模型,实现了全球电离层的电子密度同化。同化结果表明,该同化模型能将观测资料有效地同化到背景模式中,获得全球三维电离层电子密度。与背景模式相比,同化得到的电子密度相对于观测值的偏差显著下降。此外,分组同化与同时同化的结果对比显示,平均偏差改善基本一致,同时同化后的标准偏差在峰值高度以上略有减小。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 本文基于高频多普勒观测研究表明中纬地区的白天出现了表征扩展F现象的散开回波描迹,同时也记录到了与之相伴随或之前或后随出现的其他电离层扰动。结果表明日间类扩展F现象具有如下几方面的特征:1)出现时间几乎覆盖整个白天时段:上午时段、从上午到中午时段以及下午时段;2)形态特征表现为回波的散开(与夜间扩展F相似),散开回波的频移多倾向于正向偏移,有时与行进电离层扰动(TIDs)相互伴随,但该TIDs不具备之前报道的台风激发的TIDs特征,也存在没有TIDs伴随的,但散开幅度也可以很大;3)持续时间较长,最长可持续大约5小时;4)与其他电离层扰动(如TIDs,太阳耀斑等)相互伴随出现。这些特征表明高频多普勒是探测能够对日间类扩展F现象进行很好的观测研究。出现在白天的回波散开现象虽然是偶发事件,且发生率极低,但其发生时间及出现区域的广泛性充分体现了该现象对空间天气的影响具有不可忽视的重要性。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 利用全天时钠层荧光激光雷达和GPS电离层探测仪, 在2009年7月22日武汉日全食期间, 开展钠层与电离层的联合观测试验. 观测结果表明, 钠层密度半高全宽在日全食过程中稍有变窄, 而日全食过后增宽, 钠层峰值高度在日全食过程中稍有降低, 日全食过后高度略增, 钠层变化特性表现出快速的日出日落过程. 电离层电子总含量和天空背景光噪声也随日全食期间太阳辐照的变化而呈现出明显下降和上升的波动特征. 所不同的是, 钠层原子的这种半宽度起伏变化要比电离层的变化迟缓得多, 这可能是由于钠层受到日全食辐照扰动后, 会产生一系列复杂的光化学反应及动力输运过程, 再复合成钠原子被激光雷达探测到, 有一个滞后过程, 这也正好与理论模拟的结果相符.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 位于波多黎各的Arecibo非相干雷达可以获得低电离层电子和离子密度,利用此非相干雷达数据对中纬度低电离层的运动特征进行研究.得到了电子密度随时间和高度的变化情况,结果显著呈现出周日变化特征,并分析了电子密度随高度的变化规律.进一步对数据进行频谱分析,深入研究低电离层电子密度的周日变化效应.得到电子密度的高度剖面,发现从F层底部到E层有明显的等离子体沉降.低电离层的层结构特征及电子密度变化表明,在该区域还存在不同程度的等离子体扰动,由此对低电离层的作用因素进行分析,认为大气潮汐或声重波可能对低电离层产生扰动,即低电离层与大气存在一定程度的耦合作用.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 使用钠荧光激光雷达观测2010年低纬度地区海口(20.0°N,110.3°E)上空突发钠层事件.2010年总计观测时间为458h,观测到突发钠层事件38次,即每观测12h有1次突发钠层事件发生.结合武汉上空突发钠层数据,对比巴西低纬度地区数据,揭示低纬度地区突发钠层频发现象.观测到2010年12月30日突发钠层峰值时刻钠层密度廓线具有很好的空间对称性.分析了距海口激光雷达西南约160km中国海南澹州(19.5°N,109.1°E)的测高仪数据,检测了13对突发钠层和电离层偶发事件,结果表明突发钠层与Es有很强的相关性.通过分析低纬度地区上空突发钠层峰值径迹平均速度发现,大多数突发钠层峰值向下运动.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-04
摘要: 本文利用中低纬日本地区(131°E, 35°N)GPS-TEC格点化数据,分析了2001—2009年间109个共转相互作用区(CIR)事件、45个日冕物质抛射 (CME)事件引起的地磁扰动期间电离层的响应.结果表明,电离层暴的类型随太阳活动的变化而有不同的变化,CIR事件引发的电离层正相暴、正负双相暴多发生在太阳活动下降年,负相暴多发生在高年,负正双相暴多发生在低年;CME事件引发的电离层正相暴和负相暴多发生在高年.CIR和CME引发的不同类型的电离层暴的季节性差异不大,在夏季多发生正负双相暴.电离层暴发生时间相对地磁暴的时延大部分在-6~6 h之间,但CIR引发的电离层暴时延范围更广,在-12~24 h之间,而CME引发的电离层暴时延主要在-6~6 h之间.中低纬的电离层暴多发生在主相阶段,其中CIR引发的双相暴也会发生在初相阶段.电离层负暴多发生在AE最大值为800~1200 nT之间.CIR引起的电离层扰动持续时间较长,一般在1~6天左右,而CME引起的电离层扰动持续时间一般在1~4天左右.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-04-22
摘要: 本文利用子午工程海南富克站(19.5°N,109.2°E)全天空气辉成像仪630 nm波段的气辉图像,通过对气辉原始观测资料进行图像增强、方位校正和图像投影等预处理,得到可清晰识别电离层等离子体泡的图像产品,获得了我国海南地区首次电离层等离子体泡的光学观测结果.在此基础上,分析了等离子体泡的形状、结构、变化、空间尺度和运动速度这些基本特征.研究显示:典型的等离子体泡形状为南北分布的条状,常出现分叉现象,大部分情况整体向西倾斜;东西方向的尺寸为几十到几百公里;典型漂移速度为50~150 m·s-1.统计了2013年9月至2014年5月等离子体泡观测数据,发现其出现的典型季节为9-10月和2-4月、典型时间为日落后1~2个小时并持续1~4个小时左右.