武汉地区中尺度电离层声重波扰动的变化特性

利用武汉电离层观象台高频多普勒台阵的覆盖太阳活动高、低年份，长达５年的连续观测数据，采用小波分析等方法估算电离层声重波扰动（ＴＩＤ）的传播参量，通过这些参量对武汉地区电离层扰动形态和变化规律进行了系统分析研究．结果表明，观测到的中尺度电离层声重波扰动（ＭＳＴＩＤ）存在二个显著季变化，在传播速度和周期上有明显差异的优势传播方向：一个指向东北方，传播的方位角主要分布在３０°─７０°之间（０°为正北，以顺时针方向表示传播方位角），它在夏季出现率最大，冬季基本消失；另一个优势方向指向正南，方位角主要分布在１５０°─２２０°范围，主要出现在冬季．文中还给出了ＭＳＴＩＤ的年、日变化，并进一步探讨了其变化特性的可能形成机理．     

电离层对台风响应的全过程的特例研究

作为特例研究,本文对1988年和1990年两次强台风影响期间的电离层多普勒记录及相应的台风资料进行了细致的相关分析,目的是利用多普勒记录的连续性优点来了解电离层对登陆（或近海）强台风通过声重波响应的演化全过程.分析表明,在这两次台风影响期间,电离层形态中除有明显的波状扰动（中尺度声重波）出现外,还有一些值得注意的新现象：波动的时间演化表现出明显的幅度逐渐增加以及频率由高频向低频转变,在振幅很大的情况下日落后同时出现扩展F（Spread F）现象,显示了声重波在激发电离层不规则结构方面的种子作用.这一演化过程与电离层中TIDs的线性传播理论一致,文中开展了对这一现象的非线性数值模拟,模拟结果基本上也与上述观测现象相吻合.     

上海地震台阵的设计方法

从台阵波数响应特性、子台选址与测试、场地背景噪声分析和记录信号评价等方面，综合对上海地震台阵进行设计，确定了台阵子台的布局点位。本文还介绍了规则台阵与不规则台阵中的几种不同子台布局的台阵波数响应图，并由此得出，采用不规则的子台布局同样可得到性能较好的地震台阵；台阵的子台越多，其响应特性的主峰就越尖锐。     

地震台阵的应用及最新进展

概要介绍了地震台阵的基础知识和全球范围内,不同时期台阵的发展状况,并且着重介绍了目前世界上运行较好的ＮＯＲＳＡＲ台阵;同时叙述了地震台阵的最新进展,尤其是在数据处理上的进展,最后对中国台阵的建设提出了几点建议。     

核查台阵、美国台阵与科学探测台阵现状综述

台阵具有不同的设计理念,因而在各自科学研究和地震探测领域发挥着不同的作用。本文介绍了当前正在运行的核查台阵(Seismic array)、美国台阵(USArray)以及中国地震科学探测台阵(China array)的情况,在此详细解释核查小孔径地震台阵与美国探测台阵、中国地震科学探测台阵的区别。     

天然源面波勘探台阵对比试验

为了对比天然源面波勘探不同台阵布局的探测效果, 筛选出探测成果可靠、 效率高和便于野外施工的天然源面波勘探台阵阵形, 在天水市黄土覆盖区的同一场地分别用4种常见的阵形进行数据采集试验, 并对各种阵形数据使用空间自相关法或扩展空间自相关法提取相应的频散曲线, 通过反演得到了试验点地下的浅层速度结构模型. 分析对比试验结果表明: 4种台阵提取的频散曲线数值很相近; 频散谱能量集中度较高的是嵌套式等边三角形和圆形台阵, L形和直线形台阵相对分散; L形台阵低频段(4—8 Hz)比直线形台阵差, 其高频段(8—40 Hz)比直线形台阵好. 针对直线形台阵在高频段信噪比较低的情况, 在确保探测成果可靠性的前提下, 为了提高探测效率, 提出了在同一直线形台阵开展天然源与人工源面波联合勘探的数据采集方法. 实验结果证实, 这种联合勘探方法不仅可弥补直线形台阵高频段的不足, 确保探测精度和结果的可靠性, 而且还能实现“高低”频兼顾, 即“深浅”兼顾.      

台阵地震学方法及在中国IMS台阵的应用研究

中国的地震台阵建设与发展比国外晚了几十年.目前国内地震台阵正在不断地建设,而缺少的就是台阵技术,如能够把已有的台阵技术应用到我国的台阵中,就可以让台阵发挥它们应有的价值.作者根据国外的参考文献主要讨论了台阵地震学的主要技术方法并把这些方法应用到中国的IMS台阵,并给出了应用实例.结果表明,地震台阵使我们对地下结构的研究更加精细,使我们对微弱信号的识别更加轻松.如果我国现有台阵都能应用台阵地震学技术将对我国地震学和地球物理学的发展起到很大的推动作用.     

基于SeisComP大型地震台阵的数据管理

随着中国科学探测台阵观测系统的建成,大规模流动地震台阵观测项目不断开展。其中,川滇地区安装的由约300台宽频带地震仪组成的地震台阵支持下的"活动地块边界带动力过程与强震预测"探测项目和中国地震局地球物理研究所在首都圈地区进行的约250台地震仪台阵实验探测项目最具代表性,这对流动数字地震台阵数据的有效管理和自动处理提出了前所未有的迫切要求。文中介绍了可用于流动地震数据管理和自动预处理的SeisComP软件及其数据的归档结构,针对台阵仪器众多、参数配置繁琐和数据处理环节复杂的特点,给出了基于SeisComP软件包台阵数据的一种高效管理方案,整合了数据格式转换和参数修正等环节,实现了台阵数据的自动归档和地震信息的自动提取,可以提高数据的管理效率,对台阵地震信息的及时发布和波形数据共享提供了良好的科研条件     

场地波速结构的地脉动无线测试方法

因其简便、经济的独特优势,地脉动台阵方法在场地剪切波速结构探测中得到了广泛应用.为了兼顾探测深度和探测精细程度,地脉动方法通常需要布设多个不同尺寸的台阵.传统的有线测试系统极大地影响了地脉动台阵的现场布设和工作效率.文中介绍了一种地脉动无线测试系统和现场测试方法.该系统采用了无线控制加固态记录方案,在中心观测点无线控制采集系统的开始、结束采集、保存和传输地脉动采集数据号,极大地降低了现场地脉动台阵测试的工作强度、提高了测试效率.在一实际工程场地进行的应用表明,利用该系统采集的地脉动台阵数据提取的瑞利波频散曲线和反演的场地剪切波速结构有较高的精度.     

电离层声重波引起的高频多普勒频移

本文给出了电离层中存在电离运动时的高频无线电波的多普勒频移的表达式,讨论了用高频多普勒阵研究电离层声重波扰动有关的若干电波传播问题。     

1987年9月23日日环食引起的电离层扰动

本文利用武汉电离层观象台的高频多普勒台阵、TEC台阵和加密频高图等多种观测资料,分析了1987年9月23日发生在我国境内的日环食的电离层效应,简要地讨论了光食过程的电离层变化,着重研究了食后电离层扰动以及这种效应的高度演变和传播特征.结果表明:1.在不同高度上电离层的光化过程的弛豫时间不同,光食效应有明显的高度差异;2.食后出现了电离层行扰,这种扰动的特性随高度变化十分复杂,但不同高度上扰动的水平传播方向都指向日食中心带.这种扰动的激发源不在环食中心带内,它的激发可能与日食时大范围的大气冷却收缩所引起的低层大气运动的不稳定性有关.     

1987年9月23日日环食引起的电离层扰动

本文利用武汉电离层观象台的高频多普勒台阵、TEC台阵和加密频高图等多种观测资料,分析了1987年9月23日发生在我国境内的日环食的电离层效应,简要地讨论了光食过程的电离层变化,着重研究了食后电离层扰动以及这种效应的高度演变和传播特征.结果表明:1.在不同高度上电离层的光化过程的弛豫时间不同,光食效应有明显的高度差异;2.食后出现了电离层行扰,这种扰动的特性随高度变化十分复杂,但不同高度上扰动的水平传播方向都指向日食中心带.这种扰动的激发源不在环食中心带内,它的激发可能与日食时大范围的大气冷却收缩所引起的低层大气运动的不稳定性有关.     

5月12日汶川8.0级地震强余震观测的电磁同震效应

2008年5月12日汶川8.0级大地震发生后,在武都汉王地震台及其附近地区进行了为期22d的余震序列电磁异常连续监测,观测到多次余震事件的电磁同震现象。通过与汉王强震台的地震记录数据比较发现,同震信号存在于所有的电场和磁场记录分量中,它们与地震波的到达同步,而不是在地震发生的时刻出现。地震发生时的电磁辐射信号似乎在记录数据中有所显示,但是与地震波到达观测点时的电磁信号相比幅度要小得多     

中国中部地区TID激发源的统计分布

利用武汉电离层观象台1985-1990年间的高频多普勒台阵观测资料，采用射线追踪方法，对观测到的电离层重力波扰动（TID）进行了定源研究，从统计上分析了扰动源的地理分布、季节变化以及与地磁活动的关系．结果表明，中国中部上空TID的激发源主要出现在春夏季的四川盆地和冬半年的山口地区．扰动的激发可能与青藏高原地形隆起对这两个地区的气象活动的影响有关．此外，有少部分尺度较大的扰动出现在冬半年，它们可能来自极区．     

根据LF天波的相位和振幅变化监测中层大气扰动

LF无线电波,白天在70-80km的区域被反射,夜间在90-100km的区域被反射.本文根据武昌电离层观象台长期连续的地面LF传播的实验记录,分析研究了上中层大气压力的变化、行星尺度波扰动、冬季异常等上中层大气的特性,并对其中的冬季异常的机理作了简要讨论,从理论上分析了造成冬季异常的原因,除通常所述的因素外,上中层大气中气压下降或温度降低可能也是一个重要因素.并指出地面LF无线电波传播实验是监测和研究上中层大气的某些特性和扰动的一个重要手段,也可以为进一步探索平流层一中层耦合提供某些实验依据.     

BPM时号传播时延的连续观测与研究

利用新研制的短波传播时延实时数字显示系统,在武汉电离层观象台对BPM时号的传播时延进行了长时间连续观测。发现这种时延曲线的主要特征是:它是分段光滑的,光滑段工的相对时间比对精度可优于0.1ms;各光滑段之间,时延值发生突跳。结合多普勒图和频高图的同时观测记录,解释了时延突跳的原因,着重说明了突跳好几毫秒的所谓异常时号的传播机制。此外,还讨论了提高短波授时精度的某些技术措施。     

Cause of scale inconsistencies in DORIS time series

In this paper we analyze the scale of the DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) solutions with respect to DORIS extension of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF) for Precise Orbit Determination DPOD2014. The main goal is to explain the scale inconsistencies and to find the optimal solution reaching low-biased and consistent scale time series. Our analysis profits from 4 different strategies based only on the Geodetic Observatory Pecný analysis center solution, using DORIS exchange format data 2.2. A difference in the sequence of the solutions directly corresponds to one of the changes in the solution settings: data elevation dependent weighting, application of data validity indicators and application of phase center - reference point correction. We process multi-satellite and single-satellite solutions for the time period 2011.0–2017.0. Our analysis examines scale inconsistency issues in 2011/2012 and in 2015. The scale increment in 2011/2012 is explained as a result of the concurrence of changes in satellite constellation and change in the provider data validity standards for Cryosat-2 and Jason-2 satellites. The scale increment in 2015 is explained as the effect of change in the standards for phase center - reference center corrections for Saral, Jason-2 and Cryosat-2 satellites. Moreover, comparing the solutions with and without elevation dependent data downweighting using the same elevation cutoff (10°), we found a significant reduction of scale bias and scale variation applying the data downweighting. The data downweighting improved also the station positioning repeatability. We demonstrate that the solution, which is completely free from the additional data associated with observations in DORIS exchange format 2.2 and includes the data downweighting law, eventuates in a consistent scale time series with the lowest offset with respect to DPOD2014 (version 1.0) (12.7 ± 2.3 mm for 2011.0–2017.0). The only remaining scale issue is the part of 2011/2012 increment of around 5 mm, explained by a change in the DORIS satellite constellation.     

Radar observations of ionospheric irregularities at Syowa Station, Antarctica: a brief overview

We briefly overview the radar observations that have been made for 30 years at Syowa Station, Antarctica for studying small-scale electron-density irregularities in the southern high-latitude E- and F-region ionosphere. Some observational results (i.e., long-term variations of radio aurora, Doppler spectra with narrow spectral widths and low Doppler velocities, and simultaneous observations of radar and optical auroras) from VHP radars capable of detecting 1.3- to 3-m scale irregularities are presented. A new 50-MHz radar system equipped with phased-antenna arrays began operation in February 1995 to observe two-dimensional behaviors of E-region irregularities. An HF radar experiment also began in February 1995 to explore decameter-scale E- and F-region irregularities in the auroral zone and polar cap. These two radars will contribute to a better understanding of the ionospheric irregularities and ionospheric physics at southern high latitudes.     

用数字测高仪漂移测量研究电离层声重波扰动

数字测高仪Digisonde中的漂移测量,常用来研究小尺度电离层扰动,如电离层小不均匀体的漂移。文中提出一种新的分析方法,利用漂移测量数据中多普勒频移和到达角参量的最大熵动态功率谱,估算声重波一类大尺度电离层扰动的水平传播速度和传播方向。作为实例,研究了Millstone Hill测高仪站的漂移观测资料,并对处理结果进行了初步分析。分析结果表明,从数字测高仪漂移测量数据中,可有效地提取声重波一类大尺度电离层扰动的传播参量,在电离层动力过程的研究中很有意义。