非相干散射雷达的空间碎片参数统计分析

采用匹配滤波方法处理了非相干散射雷达的原始采样数据(时长约7h), 共检测到394个空间碎片, 估算了其轨道高度、径向速度、散射截面、等效直径及径向加速度等参数, 统计分析了这些参数的变化特征, 得到穿过雷达 波束的空间碎片流量约为60h-1, 信噪比为10～1000, 空间碎片主要分布在600～1100km和1400～1600km两个高度区间, 散射截面 10-5～10-2m2, 等效直径3～10cm, 径向速度-1.5～1.5km·s-1, 径向加速度20～90m·s-2, 这对于中国的空间碎片探测与研究具有重要参考意义.      

强震前异常电场激发声重波对电离层的影响

震前地震孕育期地表异常增强的电场,通过大气电导率传输到电离层高度.该异常电场通过非稳态局部加热,可以在电离层高度激发声重波.基于该理论,利用一维时变中纬电离层物理模型,模拟了该扰动源对电离层电子密度的影响.结果表明,重力波引起的中性风速度扰动对电离层电子密度分布影响甚微,该机理无法解释震前电离层异常扰动现象.     

匹配滤波方法在非相干散射雷达测量空间碎片中的应用

利用2010年3月25日欧洲非相干散射雷达的常规电离层探测数据, 分析了实测数据中接收功率突变的现象. 高度发生在500 km以上的功率突变一般不是由于地球物理影响产生的, 而要归因于卫星或空间碎片. 采用匹配滤波方法实现了对空间碎片的探测和提取, 利用相干积累的方法提高了信噪比, 共获得363个碎片, 得到了碎片随高度和时间的分布. 结果表明, 碎片高度分布主要集中在800 km左右, 与欧洲非相干散射组织现有的碎片数据具有一致性.     

低纬电离层等离子体块相关等离子体泡演化期间的虚高变化

针对东亚地区地磁低纬度南北半球Vanimo台站（地理2.7°S,141.3°E;地磁 11.2°S,146.2°W）和海南台站（地理19.5°N,109.1°E;地磁9.1°N,179.1°W）上空的3个电离层等离子体块与等离子体泡相关联的事件,利用地面台站的电离层测高仪连续观测数据,研究等离子体泡演化期间的电离层虚高变化。结果表明：以往提出的等离子体块出现约2 h之前等离子体垂直漂移速度从向上（东向电场）转为向下（西向电场）的观点,本文的3个事例均与之不符,或者距反转时间很远（约6 h）,或者由向下转为向上。在等离子体块形成时间点前的1 h内,均有突发的等离子体堆积的运动趋势,或是下降运动速度突然变慢,或是从下降转为向上运动,或是上升运动速度突然加快。这一堆积现象与等离子体块现象相关性更好,也不仅限于漂移速度从向上转变为向下。

     

低纬(海南)电离层等离子体漂移对地磁活动的响应

利用2003-2016年期间子午工程海南站（19.5°N,109.1°E）数字测高仪观测到的电离层等离子体漂移数据,分析了高低两种太阳活动条件下纬向和垂直向漂移对近磁静、中等磁扰和强磁扰三种地磁活动水平的响应特性.结果表明：日间纬向漂移各季节均以西向为主,随地磁活动无明显变化,白天日出附近和夜间漂移在各季节均以东向为主,随地磁活动增强而减弱,减弱程度在分季最大,在夏季最小;日间垂直漂移在零值附近变化,且不受地磁活动和季节影响,日落附近漂移仅在分季受到地磁活动的抑制,午夜前垂直漂移在分季受到抑制,在冬季因强磁扰而反向,夏季无明显规律,子夜至日出后垂直漂移在各季节随地磁活动增强而减小.与赤道区Jicamarca相比,两地漂移对地磁活动的响应相近,但在幅度和相位上存在差异,这可能是两地区的地理位置、背景电场和风场结构等不同造成的.     

甚低频电磁波变态低电离层的数值模拟

利用由波对电离层加热的模型和适合于夜间低电离层的离子化学模型构成的综合模型，对甚低频波射入低电离层时变态电离层的程度受中性成分参数变化及低电离层离子化学反应参数的影响进行了模拟计算．计算结果表明，中性成分的浓度与温度及电离层离子化学反应参数密切地影响着加热的效果．     

低纬(海南)地区电离层偶发E层的潮汐类周期研究

基于低纬(海南)台站(19.5°N,109.1°E)电离层测高仪在2004年观测到的偶发E层(Es)临界频率(f₀E_s)和虚高(h'E_s)数据,利用谱分析方法,给出了中国低纬地区Es层在全年和不同季节内的短周期变化特性.对全年数据谱分析表明,Es层除具有非常强的24h周期外,还具有显著的12h和8h周期.对不同季节内两个参数的谱分析进一步表明,8h周期主要出现在f₀E_s参数的春秋分季和夏末及在h'E_s参数的几乎所有季节;6h周期主要出现在f₀E_s参数的11-12月.海南低纬Es层中具有显著的6h和8h周期特性,特别是这两个周期还能同时出现在冬季,这是以往研究中不曾发现的新结果.初步分析认为,Es层的6h和8h周期极可能是分别由1/4日和1/3日潮汐所造成的.     

武昌低电离层LF观测的季节变化

通过分析武昌低电离层LF观测数据,得到了中低纬度低电离层电子密度剖面的季节变化特征及其与太阳天顶角周年变化的关系,给出LF相位周年振荡幅度的年际变化曲线．     

大功率无线电波与低电离层的相互作用

地面入射的大功率无线电波能加热电离层等离子体,引起电离层电子温度和密度的扰动,实现电离层的地面人工变态。本文中,着重考虑电波和电离层相互作用过程中的自吸收,构造一个自洽的相互作用模型,在一定功率和频率的加热电波作用下,利用该模型计算了白天低电离层电子温度和由温度的变化而引起的电子密度的变化。计算结果表明,在白天低电离层,电波的自吸收在90km以下比较显著,而最大温度变化在70km高度上,大约增加了2倍。在α复合的假设下,电子密度变化幅度随高度的增加而减少,在70km处,大约增加55％,120km处则为4％左右。     

海南VHF雷达观测到的低纬F区电离层场向不规则体事件分析

中国海南VHF雷达具有快速扫描观测及对电离层不规则体进行二维成像的能力.采用时间序列上的连续观测,可以获得场向不规则体发展变化的一系列二维空间图像.本文对海南VHF雷达2011年10月27日夜间观测到的电离层不规则体事件进行分析,主要结果表明,本次观测到的不规则体可分为三个阶段.在初步形成阶段,不规则体开始出现时非常微弱,发展变化很慢,主要表现为向上可扩展,持续时间约14min.在扩大增强阶段,不规则体快速向上并向两侧扩展,持续时间约14min;不规则体强度前期迅速增大,后期略有减弱,空间尺度达200km以上.在东漂离开阶段,不规则体强度进一步减弱,扩展面积达到最大,主要表现为东向漂移,持续时间近30min.这次观测首次给出了海南地区上空电离层不规则体的形成和发展过程.结合其他台站的观测进行对比分析发现,海南观测到的雷达羽与其他地区的雷达羽具有明显不同,海南地区的雷达羽特性及其对应的物理过程有待进一步观测研究.     

利用COSMIC掩星数据监测电离层的异常变化

分析了COSMIC掩星数据反演电子密度的方法,利用实例研究反演方法的特点,并采用ISR非相干散射雷达获取的电子密度数据进行验证,进而反演了长三角区域SHAO（IGS）站上空在日全食和太阳风暴期间的电子密度廓线图. 通过与平静日期间电离层电子密度进行比较,发现日全食及太阳风暴导致电离层发生的异常变化,从而提出COSMIC掩星数据反演电子密度在监测电离层变化时所具有的优势.     

An analysis of the topside ionosphere parameters based on the long-duration Irkutsk incoherent scatter radar measurements

The topside ionosphere parameters are studied based on the long-duration Irkutsk incoherent scatter radar (52.9N, 103.3E) measurements conducted in September 2005, June and December 2007. As a topside ionosphere parameter we chose the vertical scale height (VSH) related to the gradient of the electron density logarithm above the peak height. For morphological studies we used median electron density profiles. Besides the median behavior we also studied VSH disturbances (deviations from median values) during the magnetic storm of September 11th 2005. We compared the Irkutsk incoherent scatter radar data with the Millstone Hill and Arecibo incoherent scatter radar observations, the IRI-2007 prediction (using the two topside options) and VSH derived from the Irkutsk DPS-4 Digisonde bottomside measurements.     

极区中层惯性重力波临界层的VHF雷达观测

本文采用移动式ＳＯＵＳＹＶＨＦ雷达１９８７年６月在挪威Ａｎｄφｙａ（６９°Ｎ,１０°Ｅ）的观测数据,研究中层惯性重力波在临界层的传播特征．数据分析结果表明,在临界层附近波动会突然衰减,波能量被背景风所吸收,惯性重力波的水平传播方向和垂直传播方向在通过临界层后会迅速发生改变,说明临界层附近会产生向下传播的能量源．并且在临界层,回波强度达到峰值,表明临界层对产生雷达回波起着重要作用．     

基于JEC-FDTD算法的等离子体天线雷达散射截面计算

采用电流密度卷积FDTD算法(JEC-FDTD)计算了等离子体天线的散射特性, 分析了等离子体天线处于工作状态时等离子体参数(密度、碰撞频率)及天线外部约束腔体对天线雷达散射截面(RCS)的影响. 数值结果表明, 等离子体天线的RCS会随等离子体密度的减小及碰撞频率的增大而减小. 而约束腔体只有在高频段时才会对等离子体天线的RCS值产生较大的影响. 因此, 在不影响天线性能的情况下, 可以根据信号频率调节等离子体参数、选取合适的腔体材料以达到增强等离子体天线隐身性能的目的.     

Comparison between African equatorial station ground-based inferred vertical E × B drift,Jicamarca direct measured drift,and IRI model

The Incoherent Scatter Radar measurement over Jicamarca, together with the IRI model-2007 measurements were compared with ground-based digisonde inferred E × B drift over Ilorin in the African region during year of solar minima (F10.7 = 81). Seasonally, Ilorin pre-reversal enhancement (PRE) had peak drift velocities of 7.2, 3.7 and 7.9 m/s for March equinox, September equinox and December solstice respectively, while Jicamarca drifts indicated 13.0, 10.5 and 5.2 m/s; as well as the IRI model with 14.3, 8.4 and 0.7 m/s in similar order. PRE value was insignificant during June solstice. The PRE magnitude of the IRI-model during the equinoxes is twice the value obtained at Ilorin. The daytime E × B drift peaked over Ilorin 1–2 h earlier than both the modeled and Jicamarca observations. This could be due to the difference in sunset time at the conjugate points corresponding to the altitude of the observation. During the evening time PRE, the respective correlation coefficients (R) for Vz–F10.7 relation over Jicamarca, Ilorin and the modeled observations are −0.5559, 0.4796 and −0.4979. Similarly, the Vz–Ap relation exhibit excellent anti-correlation coefficient (R = −0.8637) for the IRI-model, −0.4827 over Jicamarca and 0.3479 for Ilorin. Annual mean drift velocities over Jicamarca, Ilorin and IRI model measurements respectively are 10, 5.6 and 10 m/s for the peak PRE observation; 15, 16 and 21 m/s for the daytime pre-sunrise peak values; and −21, −9 and −16 m/s for the nighttime downward reversals. The root-mean square (RMS) deviation between IRI-model and the Ilorin drift between 2000 and 0500 h is 4.37, 2.03, 3.71 and 2.42 m/s for March equinox, June solstice, September equinox and December solstice respectively. For Jicamarca–Ilorin drift relation, RMS deviation is 5.48, 2.30, 3.47 and 1.27 m/s in the same order respectively. Annual hmF2 inferred drift over Ilorin during daytime is higher by a factor of ≈2 and 3 at Jicamarca and IRI model measurements respectively; and by a factor of ≈5 for both during the night-time period. The limitations in using hmF2 to infer drifts are discussed.