电离层参数行为的相轨道表示及其新的预测模型

以不同时间尺度的电离层参数时间序列重构的相轨道,表征了该参数的复杂行为,并由此提出了参量预测的相空间相似及回归模型。两模型用于海口(20°2'N,102°20'E)f₀F₂和M(3000)F₂的预测,取得了满意的结果。      

满州里上空电离层之平均特性及暴时特性

本文对1983年满州里(磁纬38.07°)的测高仪资料和子午仪卫星资料进行了处理.前者主要是对F₂层临界频率f₀F₂,而后者是对微分多普勒的总含量N_T进行分析.得到满州里上空电离层之平均特性,以及磁暴期间电离层的一些异常变化.结果发现,满州里电离层的平均特性具有典型的季节异常,且f₀F₂和N_T的变化呈现较好的一致性.满州里上空电离层的扰动大都发生在两分点季和冬季,且正相大多发生在冬季,双相大多发生在两分点季,负相大多发生在夏季和两分点季.得出1983年满州里暴时N_T和f₀F₂相对于月中值偏移量的均方根值δN_T和δf₀F₂都与磁Ap指数均方根值δAp之间存在一元线性相关.      

我国电离层基本参量与国际参考模式的比较

本文利用我国满洲里、北京、武昌、重庆和广州等台站电离层观测记录,对各层临界频率的实测值(月中值)与IRI-86的计算值进行了分析比较.|发现两者存在着显著而系统的偏离.E层和F₁层偏离较小F₂层偏离较大,其相对值有时超过60%.总的来说,f₀F₂的相对偏离:夜间大,白天小冬季大,夏季小太阳活动低年大,高年小随着纬度降低偏离增大模式值普遍大于实测值.      

地磁场模式对低纬哨声射线追迹计算的影响

考虑到低纬地磁场与偶极子磁场偏离较大, 本文用国际参考场(n=6)进行了低纬哨声射线追迹计算.结果表明, 在约9°N和12°N处有两个很窄的哨声波非导传播出口点, 相应射线起点都在雷电活动区.哨声波非导传播出口的截止纬度约在8—9°N处.计算结果也较满意地解释了低纬哨声色散值和f₀/F₂正相关的事实.      

极光强扰动对中低纬电离层的影响

本文考查了120°E附近的五个中低纬电离层观测站在极光强扰动下的f₀F₂行为。共考查了从1966—1970年五年资料中AE>1400日及1969年中AE>1000日的f₀F₂行为。研究得出了与印度站链有所不同特征——在极光强扰动下120°E中低纬五站之f₀F₂均有不同程度的减小,而不是增加,并且在中纬较高纬度的满州里站之f₀F₂减小比北京站要显著。扰日后效在中、低纬区不同,低纬之武昌、广州和海南岛三站均呈现扰动过后次日上午段的f₀F₂增加,中纬较高纬度的满洲里站仍呈现f₀F₂减少。我们认为这是由于低纬区主要受赤道喷泉效应改变的影响,而中纬及亚极光纬区主要受极光强扰时产生的环球电场的直接作用结果,它反映了纬向电场耦合传递的影响。当然极光扰动时对中性大气层的能量输入亦对观测到的现象有贡献。      

2000年4月磁暴期间武汉地区F电离层突然抬升现象

2000年4月6-7日的大磁暴(Dst最小值达到-317nT),急始(SSC)在6日1640UT左右出现,随后磁暴主相开始,约在7日0013UT进入恢复相.磁暴主相前期武汉地区F区电离层出现突然抬高现象,在2h内h′F和h_mF₂分别较暴前日增加约200km.此期间台湾中沥也几乎同时出现了F区电离层突增现象.磁暴主相前期f₀F₂较暴前日下降1.6MHz,其变化幅度在f₀F₂逐日变化起伏范围内,但7日f₀F₂最大值明显低于4-6日暴前水平,并伴随着波动特征.认为此次磁暴主相前期武汉地区F区电离层突增现象,可能和夜间磁暴常出现的扰动东向电场有关.      

海南岛三亚哨声观测资料的初步分析

本文主要介绍1983年初在海南岛三亚观测哨声的部分结果.记录到大量哨声,其中包括短哨、多源哨和多路哨;约有10%的哨声下截频在0.8kc/s左右.经分析发现:(1)三亚哨声几乎全部出现在f₀F₂下降的过程中,哨声出现率的峰值在f₀f₂下降最快处,即电子浓度下降变化急剧处;(2)哨声活动和磁暴的关系与中高纬有所不同,存在明显的相反情况.      

一种电离层垂直剖面物理模型及其与IRI-90模型的比较

在80-500km范围内考虑了3种中性成份的4种离子,从严格的电子和离子密度连续方程出发,对中性风和扩散效应进行了全面、连续的考虑,由此建立了一种电离层的物理模式;在此模式的基础上针对北京地区分别对太阳活动低年(F_10.7=60)、高年(F_10.7=300)的春(DOY=90)、夏(DOY=180)、秋(DOY=270)、冬(DOY=365)进行计算,并将所得结果与IRI-90进行了比较.结果表明: E层为典型的Chapman层: E-F谷区深度一般为0.2-0.5之间,比IRI要深;F₁缘在太阳活动低年的四季都出现,其中夏天最明显,已形成了一个F₁层,冬天最不明显,仅表现为一个轻微的凸缘,在太阳活动高年只有夏天出现了F₁凸缘,这与现有理论相符合,而IRI-90较少出现明显的F₁缘;F₂层的电子密度是活动高年比低年大,平均冬天比夏天大,这与观测结果也基本符合.      

赤道异常的两日振荡

本文给出了赤道异常两日振荡的四大特点;说明了磁暴、电离层暴引起的f₀F₂起伏波动与赤道异常两日振荡的区别;讨论了不同周期赤道异常长周期振荡的迭加;最后将这些结果用于东亚扇区, 发现35°N以北的逐日起伏波动主要由电离层暴控制;31°N以南f₀F₂的逐日起伏波动主要由赤道异常的长周期振荡控制.      

重庆与兰州电离层Es出现率的比较研究

对重庆(29.5,106.6)与兰州(36,103.9)f₀E_s>5MHz的Es出现率和E层临界频率f₀E进行了详细对比研究.结果表明:(1)此两地Es出现率的变化特征显著.白天重庆高于兰州;晚上则正相反.(2)出现率的这种变化与Es环境电离密度的变化趋势十分一致.(3)上述特征的形成,除了此两地纬度上的差异外,与兰州地处地磁S_q电流系的焦点很有关系.      

正相电离层骚扰研究

本文对我国五个电离层站月报资料中的正相电离层骚扰(f₀F₂增加)作了分析研究,获得了正相骚扰时空变化的规律性,地磁暴与正相电离层骚扰的关系.对正相电离层骚扰的机理也作了讨论.      

中纬E层临界频率和低电离层的电子密度剖面计算

本文给出了计算中纬E层临界频率(f_0E)和低电离层的电子密度分布与太阳天顶角、太阳黑子数、地方时之间关系的经验公式.由它对不同年、月、日以及午前、午后情况进行计算的结果与实验探测数据符合得较好;将该公式用于长波传播和吸收计算也得到了与实验一致的结果.此外, 它还能由实测的f_0E值算出D区电子密度分布.      

电离层电场对磁层活动响应时延的模式研究

本文用极盖边界上电离层驱动电位φ₀随时间变化的不同模式计算了场向电流J_∥2及电离层对流电场E的演化过程。计算表明,当φ₀(t)先升后降有极大值时,J_∥2(t)和E(t)也表现出类似的趋势。但它们的极值滞后于φ_0max出现的时刻,即在一段时间内,φ₀虽已开始下降,J_∥2及高纬E却继续增大。一般说,E先于J_∥2达到极值,但相差甚小。φ₀变化形式不同时,滞后时间亦不同。当φ₀陡升缓降时,E、J_∥2的极值相对于φ_0max的时延可超过一小时。这与持续时间较长的磁暴期间所观测到的电离层场强响应时延量级是一致的。时延大小还受电离层电导率的制约。低纬电离层场强的响应与高纬不同,其升降趋势与φ₀同步。      

新乡上空Es层不均匀体的闪烁特性

本文介绍新乡1989和1990年夏季ES层不均匀体引起的ETS-II卫星136MHz信号幅度闪烁的观测结果。揭示了闪烁出现与f₀E_s的关系、闪烁强度和持续时间的概率分布、准周期性闪烁特点以及闪烁谱特征。导出了ES层不均匀体的尺度和漂移速度等物理特性。      

太阳质子耀斑X射线辐射特征及质子事件警报

太阳质子耀斑X射线辐射特征的研究, 为太阳质子事件的警报提供一个重要的途径和方法。本文分析了第21周太阳活动峰年(1977—1986)期间质子耀斑和相应的GOES和SMM卫星观测的X射线辐射资料, 结果表明:大部分质子耀斑的硬X射线峰值流量F_HX≥104s/c;积分流量F₀≥106counts;硬X射线辐射到达峰值时间T_R≥100s;持续时间T_D≥103s;X光子最高能量E_x≥300keV;平均能谱指数√r≤3.5;高能时延T_L≥10s。利用这些X射线暴的特征参数, 对第21周峰年大质子事件作警报检验, 结果是:报准率为94％, 虚报率为40％。      

无碰撞低β磁流管中的非线性波

对无碰撞低β磁流管中柱对称状态下等离子体非线性静电波的存在进行了研究, 其结果表明: (1)若参数满足0<|(a/M2-1)E₀|<1, 存在着非线性周期波;(2)若|(a/M2-1)E₀|=1, 存在着隆起和下凹的孤立波, 也存在着激波;(3)若|(a/M2-1)E₀|>1, 存在着周期波, 也存在着隆起的孤立波。还对波的某些特性进行了研究。      

用实测电离层电子含量检验国际参考电离层模式

本文用1978-1979年在西安测量的电离层电子含量与由国际参考电离层模式计算的结果相比较。指出后者在春季显着偏低。这是模式中F₂层峰以上部分电子密度偏低所致。      

哨声波的有质动力

本文导出哨声波有质动力的一个公式。该公式表明,当ω<Ω_e/2时,有质动力倾向于把电子推向强波场区,从而在波的传播路径上形成密度脊;当ω>Ω_e/2时情况正相反,有质动力倾向于在波的传播路径上形成密度槽。这就表明,weibel的结果[1]只是当ω《Ω_e时本文所得到的结果的特殊情形。      

武昌哨声的传播特征及其与地磁活动的相关

本文利用武昌(磁纬19.2°N)连续三年的哨声观测资料,研究了武昌地区哨声传播的一般特征。着重对武昌哨声的传播路径进行了分析推断,并讨论了它们与地磁活动的相关特性。发现:武昌哨声的显著特征是色散与电离层f₀F₂有明显的正相关关系;其次常出现一类色散值稳定、出现率也很高的哨声。此外,对典型事件的分析及统计分析都表明武昌哨声出现率在地磁扰动时明显增高;哨声色散在磁暴急始后不久即有一个急剧的上升,上升幅度达18%至37%。      

离子温度对磁化等离子体中非线性静电波的影响

本文讨论了无碰撞磁化低β等离子体中离子温度对非线性静电波的影响。结果表明,在参量α≡T_i/T_e≠0条件下,存在着三种非线性静电波(T_i和T_e分别为离子和电子的热能):在波速ν_p>(1+α)(1/2)c_s情况下存在着非线性离子回旋周期波;在(1+α)(1/2)c_scosθp<(1+α)(1/2)c_s情况下存在着离子声孤立波;在v_p<(1+α)(1/2)c_scosθ情况下存在着非线性离子声周期波。当参量α增加时,孤立波的波幅(最大电位)减小,而另外两种非线性周期波的电位幅度都几乎保持不变。