中性风和垂直漂移对低纬F区电离层影响初析

利用二维低纬电离层－等离子体层时变理论模式,模拟太阳活动高年春分条件下垂直漂移和中性风强度改变对低纬F区电离层参量的影响.模式在所考察的磁子午面内求解等离子体输运方程,给出离子浓度和速度随纬度、高度、地方时的变化.模式计算结果显示,调整垂直漂移和中性风强度对低纬F区电离层电子浓度的影响与电离层所处磁纬、垂直漂移和中性风作用时段等有关,呈现出一些新特点.结果对分析不同条件下垂直漂移和中性风对低纬F区电离层影响具有一定的指导意义.      

中性风对夜间低纬电离层参量的影响

利用一个改进的二维低纬电离层理论模式研究夜间中性风对低纬电离层多量的作用．模式计算结果表明：夜间中性风对低纬F层的影响与纬度、地方时有关．夜间低纬F层峰值电子浓度和峰高及其随时间的变化受中性风的影响与传统观点有所差异．低纬F层参量不只依赖于中性风的方向、强度,还与中性风场空间分布及时间变化率有关．中性风对低纬F层的影响值得重新认识．     

低纬100—200km间电子数密度的变化

利用光化平衡模式计算了低纬100—200km间白天电子数密度的变化。求得E-F₁谷区的谷深,谷宽、谷高的变化特征。获得如下结果:a.太阳活动明显影响电子数密度随高度及太阳天顶角的变化,发现太阳活动指数与电子数密度间不仅存在正相关,而且存在负相关;b.太阳活动明显影响E-F₁谷区的形态。在一定太阳活动条件下,对同一太阳赤纬和地理纬度,谷深、谷宽与太阳天顶角的关系难以用一简单函数来表示;c.太阳耀斑、地磁活动对该区电子密度有明显影响;d.在讨论100—200km间电子密度时不能忽略O+（2P）和NO的光电离率。      

利用F区电离层特性参量获取等效中性风的方法及讨论

讨论利用电离层特性参量获取F层峰值高度附近中性风信息的三类方法.这些方法主要有:传统的和改进的伺服理论方法、借助电离层模式和数据同化思想的方法和刘立波等提出的方法.并以美国Millstone Hill非相干散射雷达浓度剖面和离子速度数据,以及澳大利亚Beveridge(37°S,144°E)FPI风场和测高仪数据为个例,初步考察利用电离层特性数据导出的等效中性风与观测值的一致性.     

广州地区上空电离层F_2层异常

广州电离层观测站位于磁赤道附近(地磁经纬度:183.0°E,11.5°N).根据对18个站电离层资料的分析,广州站位于f_0F_2极大值双驼峰现象北侧的位置;在太阳活动高年期间,f_0F_2极大值在夜间仍然保持存在;另外,电离层骚扰发生的次数多于国内各电离层观测站发生的次数.这些特性都是F_2层赤道异常现象.     

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.      

夜间f0F2存在季节异常现象

本文用1975.12—1986.12我国9个电离层站的资料分析得出,在一定的纬度和太阳活动条件下,夜间f_0F_2存在季节异常现象.夜间季节异常现象具有两个明显的特点:只有低纬才具有夜间季节异常特征;太阳活动高年夜间季节异常的程度增加.夜间季节异常是白天f_0F_2季节异常现象的延续,夏半球至冬半球的大气流动造成的中性气体浓度比(O/O_2和O/N_2)的季节变化,是形成f_0F_2季节异常的根本原因.并初步分析了夜间季节异常的低纬局限性及随太阳活动变化的成因.     

电离层离子丰度对哨声传播经度效应的影响

Iss-b卫星探测结果表明,|电离层离子丰度呈现经度变化.本文选取较真实的电离层模型参数,对130°E和114°E两个子午面内传播的低纬哨声进行了射线跟踪.我们发现,由于[O~+],[He~+]和[H~+]决定的电子浓度垂直梯度的经度变化,导致哨声传播特性的经度效应,使得130°E比114°E内传播的低纬哨声更好地满足透射条件:|μsinδ|≤1.与电子浓度的水平梯度的影响比较,离子丰度决定的电子浓度垂直梯度随经度的变化使哨声传播产生的经度效应明显得多.武昌(地理30.5°N,114.6°E;地磁19.3°N).和鹿儿岛(31.5°N,130.8°E;20.5°N)两台站观测到的哨声出现率的经度效应证实了本文的理论预言.     

模式化分析F区电离层赤道异常槽

利用二维低纬电离层理论时变模式模拟低纬电离层演化，考察影响赤道异常槽位置的物理因素．计算结果显示赤道槽有明显的季节、地方时和经度变化．以１１０°Ｅ为例，北半球夏季期间赤道槽一般在磁倾赤道北侧，最北达３°-３．５°Ｎ，而在北半球冬季期间一般位于磁倾赤道南侧，最南可达４°－５°Ｓ．进一步分析发现，赤道槽季节变化中光化电离率季节改变的影响很小，主要由水平中性风季节变化贡献．计算以８３天为例，白天赤道槽在地理经度１００°Ｅ附近最南，２８５°Ｅ附近最北，与观测特征基本一致．主要是背景大气水平风场的经度差异导致赤道槽位置的经度变化，而非前人认为直接由磁偏角控制的．     

低纬电离层f0F2夜间增强的模拟研究

以太阳活动低年冬季为代表,利用二维中低纬电离层理论模式模拟低纬电离层ｆ０Ｆ２夜间增强现象,探索在赤道异常驼峰纬度附近形成该现象的可能因素或物理机制,模式在给定磁子午面内解等离子体输运方程,给出电子及各离子的浓度,速度的时空分布。在所考察条件下,低纬驼峰纬度附近ｆ０Ｆ２模式值夜间出现了明显的增强特征。     

电离层峰下结构的数值模拟

在考虑由扩散与中性风引起的动力学输运与有原子离子Ｏ＾＋（＾４Ｓ），Ｏ＾＋（＾２Ｄ）与Ｏ＾＋（＾２Ｐ）以及分子离子Ｏ２＾＋，ＮＯ＾＋，Ｎ２＾＋参加光化学反应的电离层－热层体系中，提出一个一维时变的电离层剖面数值模型，通过数值计算着重讨论了武昌地区Ｆ２层峰以下，尤其是Ｅ／Ｆ与Ｆ１／Ｆ２谷区的电离层形态与有关过程，得到如下结论：（１）对于原子离子，单一成分Ｏ＾＋（＾４Ｓ）的光化学反应与输运，也有助于形成     

电离层F层中舒曼共振现象的检测

利用Ａｕｒｅｏｌ－３卫星在电离层Ｆ层高度上（６５０ｋｍ左右）对电离层电场扰动与电子密度扰动的观测进行分析处理,在高纬电离层Ｆ层高度上可以检测到舒曼共振现象。根据等离子体参数,可以认为,发生在这个高度上的舒曼共振现象与Ｌ模式的波传播有关,舒曼共振的基频是与电子密度的大尺度不规则性有关,谐波分量与正向密度梯度相关。     

Estimation of probability of occurrence of F1 layer or L condition using tables and electron density profile models

An algorithm is proposed for evaluation of the probability of occurrence of an F1 layer or L condition, based on tables. Observations independent of the tables database are used for comparison between the estimated probability of occurrence, the formulation used at present in IRI, and the occurrence actually observed. The importance of the inclusion of L condition in the electron density profile model is shown.     

IRI-90及其与中国电离层资料f_0F_2的比较

本文介绍了国际参考电离层IRI-90版中新增的内容,比较了它与IRI-86的主要差别。与我国电离层临频数据的统计分析表明,新版本对我国地区的适用程度有了改进。     

电离层－热层耦合系统中由中性风引起的F区运动

利用一种时变电离层剖面的数值模型,研究电离层最大电子浓度所在高度对热层子午风变化的响应。对武昌(30.5°N,114.4°E)和Wakkanai(45.4°N,141.7°E)讨论三种不同类型的风场对峰高的控制作用。结果表明:(1)峰高对中性风的响应过程,存在南北方向不对称性、日夜不对称性和纬度差异。在真实背景大气下,热层与电离层通过风场强烈耦合。(2)由伺服理论推算的风场基本上是合理可靠的。(3)水平风模式HWM-90在所关心的地区,大致能反映实际子午风状况,但合理程度不及伺服理论的风场。      

Effects of TADs on the F region of the mid-latitude ionosphere during an intense geomagnetic storm

Based on observations of two ionosondes at Wuhan and Kokubunji, this paper presents effects of TADs on the daytime mid-latitude ionosphere during the intense geomagnetic storm on March 31, 2001. During a positive ionospheric storm, the start of the enhancement of the foF2 (F2 peak plasma frequency) at Wuhan lags that at Kokubunji by 15 min, which corresponds to the time interval of traveling atmospheric disturbances (TADs’) propagation from Kokubunji to Wuhan. Associated with the uplifting of the hmF2 (height of F2 peak) caused by TADs, it is observed by the two ionosondes that the F1 cusp becomes better developed. Therefore, during a geomagnetic storm, TADs originating from the auroral oval may have a strong influence on the shape of the electron density profile in the F1 region ionosphere at middle latitudes. It is highly likely that TADs are responsible for the evolution of the F1 cusp.     

电离层f_0F_2参数提前24小时预测

利用中国9个垂测站(海口、广州、重庆、拉萨、兰州、北京、乌鲁木齐、长春、满洲里)一个太阳周(1976-1986年)的数据资料,采用三层前向反馈神经网络(BP网络)实现了电离层F2层临界频率(f0F2)参数提前24h预测.通过对f0F2参数的时间序列及其与日地活动之间进行相关分析,确定f(t)(当前时刻f0F2)、经过变换的F10.7指数等5个参数作为神经网络的输入参数,并通过同时段训练法获得不同时刻的预测值,本文与自相关分析法进行了预测性能比较.结果表明,上述方法构建的神经网络可以达到较高的预测精度.针对暴时数据,对神经网络算法进行了改进,提高了神经网络法对暴时数据的适用性.     

日食对低纬地区f0F2和ICF的影响

研究了１９９５年１０月２４日日食过程中,我国低纬地区广州和海口的Ｆ２层临界频率ｆ０Ｆ２的高干扰重心频率ＩＣＦ变化过程,鉴于多次日 处低纬的两地ｆ０Ｆ２的日食变化形态不完全一样,以及多次日食期间同一地方ｆ０Ｆ２变化形态不完全一样,ＩＣＦ也并不像预想的那样降低,因而对于低纬电离层,动力学过程可能要比直接与太阳辐射有关的光化学过程起更为重要的作用。     

CRESDA APPLICATION SYSTEM OF CBERS-1, RESULTS AND TYPICAL EXAMPLES OF APPLICATIONS

CRESDA Application System of CBERS-1 was established in 1999. During the operation of the system for more than two years, about 240 000 scenes of CBERS-1 Level 0 data have been archived and more than 13 000 scenes of Level 2 products have been ordered by end users from different application fields.In this paper, the typical examples of applications in crop yield estimation,calamity alleviation, resources survey and protection, environment monitoring and continuable development, and urban planning are mainly described.