南极中山站电离图所显示的高纬现象

在南极中山站使用ＴＤ－４Ａ测高仪，从１９９０年３月至今已取得了１０万余帧的电离图记录。由于中山站处在极尖区附近这样一个特殊位置，所以这些电离图能显示出大多数高纬现象，诸如极光卵现象、ＦＬＩＺ（Ｆ层不均匀区）现象、倾斜Ｅｓ和空白现象、Ｆ区磁纬中午现象、Ｅ和Ｄ区的粒子沉降效应，以及粒子Ｅ层（夜间Ｅ层）现象等。本文对这些现象进行了描述和初步分析。     

低能电子沉降对南极中山站电离层的影响

本文针对中山站白天处于极尖区的特点,研究了低能电子沉降对中山站电离层的影响。采用高纬软粒子区的电子谱,计算了中山站低能电子引起的电离率,估算了该电离率导致的电离层电子密度的增加。计算结果表明,低能粒子不仅对Ｆ区电子密度有较大的影响,而且还是白天峰值高度升高的可能原因之一。     

南极中山站冬季电离层的平均特性

本文利用南极中山站的数字式电离层垂直测高仪１９９５年的频高图资料，对中山站上空冬季电离层的一些平均特性进行了初步分析。中山站冬季电离层Ｆ层很不稳定，其日变化比较明显，ｆｏＦ２的月中值在０９００ＵＴ出现极大并在１４００ＵＴ附近出现次极大。最大值在０９００ＵＴ（磁中午）附近，这是极隙区软电子沉降、极区等离子体对流和光辐射电离效应等诸多因素综合作用的结果，形成了所谓的磁中午异常。在２０００～０１００ＵＴ之间ｆｏＦ２数值较小，可能是由于这段时间中山站正处于电离层极洞区域。Ｅｓ层几乎每天都可以观测到，在１７００ＵＴ附近出现机率较高，并且ｆｏＥｓ数值较大，多数为极光型Ｅｓ，主要是由于极光粒子沉降引起的。电离层Ｅ层的变化相对平缓。     

极光区电离层扰动的两种类型

本文从ＥＬＩＳＣＡＴ探测资料确认，沉降粒子对极光区电离层的电离生成率有极重要的作用，但高能和低能粒子的有效电离等高度范围完全不同，另一方面，磁层对流的增强却常使Ｆ层电子密度Ｎ下降，１９８５年１月２８～２９日期间出现Ｎ（Ｅ层）〉〉Ｎ（Ｆ层），且１４７ｋｍ以上Ｎ随高度增加而下降的典型扰动剖面，这是高能粒子和强磁层对流共同作用的结果，１９９３年２月１６～１７日期间，中午前后ＮｍＦ异常地增大，而Ｎ（Ｅ层）     

极光区电离层扰动的两种类型

本文从ＥＩＳＣＡＴ探测资料分析确认，沉降粒子对极光区电离层的电离生成率有极重要的作用，但高能和低能粒子的有效电离高度范围完全不同，另一方面，磁层对流的增强却常使Ｆ层电子密度Ｎ下降，１９８５年１月２８～２９日期间出现Ｎ（Ｅ层）Ｎ（Ｆ层），且１４７ｋｍ以上Ｎ随高度增加而下降的典型扰动剖面。这是高能粒子和强磁层对流共同作用的结果。１９９３年２月１６～１７日期间，中午前后ＮｍＦ异常地增大，而Ｎ（Ｅ层）却无明显变化。这是与前者特征不同的另一类典型剖面。磁层内低能粒子（能量小于１ｋｅＶ）从极隙区沉降直抵电离层是使Ｆ层电子密度剧增的物理机制     

南极中山站的f_0F2特征

本文利用电离层数字测高仪 (DPS - 4)所测的f0 F2和从美国NOAA和DMSP卫星观测估算的半球功率指数和午夜极光区赤道侧边界纬度等资料 ,考察中山站电离层的极区特征。结果表明 ,冬季中山站电离层内的电离生成主要取决于从磁层沉降的粒子。在太阳活动和地磁变化宁静环境下 ,磁正午极隙区内的软粒子是最主要的电离源 ,它能使f0 F2达全天的最大值 ;上、下午各有数小时处于极光带内时 ,高能粒子的电离作用也很重要 ;夜间进入极盖区后 ,电子密度则很低。夏季太阳辐射电离效应使f0 F2值比冬季增加 1- 1 .5MHz,而其日变化的最大值时间也提前了 1- 2hr。发生很大扰动时 ,极隙区和极光带的位置均向低纬方向移动。若中山站日间也处于极盖区内时 ,电子密度会大幅度下降 ,并常接收不到电离层回波的信号。在中等扰动环境下情况更加复杂。由于高纬电离层对流速度很高 ,离子 /中性分子间的碰撞复合系数就很大。热层中性大气全球经向环流对高纬电离层电子密度的增加无显著作用。磁暴期间中午从极隙区向南的等离子体对流对中山站f0 F2的增高也无明显影响。     

南北极冬季F2层电离层特性对比研究

利用南极中山站和北极Tromso站1996、1997、1998及2002年的测高仪观测数据,对中山站(6月份)和Tromso站(12月份)上空冬季foF2的日变化特性进行了对比研究,结合数值模拟结果,分析了中山站和Tromso站F2层电离层的极区特征,进一步揭示了极区电离层特征的形成机理。结果表明,中山站和Tromso站虽然地理纬度接近,foF2日变化形成机理不完全相同。由于地磁纬度的差异,极区对流与日侧光致电离的相互作用造成了两站日侧电离层的不同变化形态,中山站foF2日变化主峰出现在磁地方时中午附近,而Tromso站foF2日变化主峰出现在地方时正午附近;两站日侧foF2受太阳辐射流量影响较大,极光沉降粒子电离在太阳活动低年对中山站foF2日变化形态影响显著。     

中山站成像式宇宙噪声接收机观测结果的初步分析

介绍了成像式宇宙噪声接收机在中山站的部署,分析了首批观测数据,得出中山站区宇宙噪声静日曲线。分析表明,观测期间中山站区的宇宙噪声吸收事件夜间与白天显著不同。在夜间,吸收事件呈脉冲式,持续时间为数分钟,吸收区域常在站区北侧出现,沿东西方向伸展;在磁中午附近,吸收事件持续时间在１小时以上,吸收区域南北侧较强,中央较弱。可以认为,夜间吸收区域对应着极光带,其吸收由极光粒子沉降引起;在磁中午,吸收区域对应着极隙区,其吸收可能与极隙区粒子沉降和对流有关。     

L&R-ET重力仪在南极中山站记录到“不明地学事件”

本文首次报告了Ｌａｃｏｓｔｅ＆Ｒｏｍｂｅｒｇ－ＥａｒｔｈＴｉｄｅ２１地球潮汐重力仪在南极中山站记录到“不明地学事件”的情况，并对这种有待进一步证实的现象进行了简单描述和初步分析。     

1989年3月13日磁暴的亚极光区电离层效应

利用南极长城站（６２°１３′Ｓ，５８°５８′Ｗ）频高图和磁照图研究了１９８９年３月１３日磁暴的亚极光区电离层效应。在紧接着磁暴急始后Ｆ层的虚高ｈ′Ｆ急剧上升，临频ｆ０Ｆ２急剧下降，然后出现扩展Ｆ并持续几小时。在磁暴主相，电离层出现严重的吸收，但有时仍能观测到ｈ′Ｆ的增加和伴随着的ｆ０Ｆ２的降低。在磁暴急始后的第二和第三个晚上观测到极光型Ｅｓ和夜间Ｅ层，其峰值电子浓度高达７．５×１０５ｅｌ／ｃｍ３，文中讨论了造成这些现象的原因。在同一经度扇区的４个电离层站的ｈ′Ｆ和ｆ０Ｆ２的行为表明，观测站的纬度越高出现的吸收越严重，ｆ０Ｆ２呈下降的时间越长。     

南极中山站地磁脉动的观测分析

本文分析的是１９９２年２月９日至１９９３年２月９日在南极中山站记录的各种地磁脉动的观测资料，并对各种地磁脉动的激发机制进行了初步讨论。通过南极中山站地磁脉动观测资料分析，了解高纬地区地磁脉动的形态特征，对南极极隙区高空大气电磁环境、太阳风和磁层相互作用等现象有进一步的认识。     

极光粒子沉降研究:谱形式及其在极区大气中的传输

分析了近年来南极地区极光沉降粒子的卫星、火箭、地面观测和研究结果,分别给出了极光椭圆区、极盖区、南大西洋异常区和极尖／极隙区粒子沉降的形式来源和特点。并根据磁尾研究的新进展,提出极光粒子沉降谱存在另外两种形式谱：（１）κ分布谱;（２）κ分布加上一个或多个脉冲谱,这两种谱来源于磁尾中性片区（绝热区非绝热区）。南极不同的区域,极光粒子有不同的沉降特点。这些沉降对极区电离层产生极大的影响。根据带电粒子在磁化大气中运动的Ｆｏｋｋｅｒ Ｐｌａｎｋ 方程,利用带电粒子在大气中传输的电离理论,导出极光粒子谱在极区大气中传播的解析表达式,对各种极光粒子谱在极区中的演化规律加以分析,并以此来解释在南极地区探测到的不同高度的极光电子谱的演化     

南极地区地磁扰日变化SD场特征

利用南极地磁资料研究了地磁扰日变化ＳＤ场特征。１．ＳＤ场变化不如Ｓｑ场变化规则，无明显的昼夜差异；太阳活动高年比下降年ＳＤ场变化更强烈。２．极隙区中山站ＳＤ场变幅比亚极光区长城站和北半球低纬区北京台的ＳＤ场变幅大１０倍以上。３．中山站Ｓ＾－Ｄ变化呈“正弦波”形态，与长城站和北京台Ｓ＾－Ｄ变化形态相反。４．中山站Ｓ＾－Ｄ等效电流矢量在早晨－下午矢量方向为反时针西向，下午－夜音矢量方向为顺时针东向，这     

南极中山站吹雪雪暴天气分析

本文利用 2 0 0 3年 1月至 2 0 0 3年 1 2月在中国南极中山站考察期间的天气观测记录和气象传真图 ,对东南极中山站地区的吹雪和雪暴天气进行了统计和天气学分析研究。着重分析了吹雪雪暴天气的时间分布和风场 ,温湿场的特点以及相应的天气形势 ,指出了中山站地区预报吹雪雪暴天气的特点     

激光雷达探测南极平流层云

１９９３年中国南极中山站（６９°２２＇Ｓ，７６°２２＇Ｅ）的一台波长为０．６９４μｍ的激光雷达对平流层进行了５３次探测，从激光大气回波信号计算出平流层气溶胶后向散射比的垂直分布和１２～３０ｋｍ高度范围内的积分后向散射系数。探测结果表明因受菲律宾Ｐｉｎａｔｕｂｏ火山爆发的影响，１９９３年南极地区平流层气溶胶粒子含量比１９９０年明显增加，证实了南极冬季平流层云的存在。平流层气溶胶为两层结构，１２ｋｍ附近高度上始终存在着一层厚度为数公里的气溶胶层，２５ｋｍ附近高度的一层变化较大。     

南极中山站地区冬季低温及增暖天气的变化特点

利用2003年在南极中山站考察期间所获取的气象观测资料和气象传真图对中山站地区冬季的低温及增暖天气进行了天气学分析,揭示了这两种天气的风场、温湿场以及天气现象的不同特点和相应的天气形势,为提高极区冬季气温预报水平提供了新的依据。     

中国极区高空大气物理学观测研究进展

中国南极长城站、中山站、昆仑站和北极黄河站有着独特的地理位置,非常适合于开展极区高空大气物理学的观测研究.回顾中国极地考察研究近30年历程,综述极区高空大气物理学研究方面取得的主要进展,他们是:在南极中山站和北极黄河站建立了国际先进的极区高空大气物理共轭观测系统,实现了极区空间环境的连续监测;在极区电离层、极光和粒子沉...     

南极中山站-DOME-A沿线地面风要素特征分析

采用中山站和LGB69、EAGLE、DOME-A 3个南极内陆自动气象站的气象资料,分析了东南极中山站-DOME-A沿线风要素的分布特征。结果表明地处南极下降风下游的沿海陡坡区风力最强,越向内陆,风力越小;DOME-A地处内陆冰穹,没有下降风;而近沿海区由于受地形的影响,下降风十分明显,其风向以东北风为主,且大多发生在夏季夜间。     

太阳耀斑与粒子沉降对极区低电离层的影响

在南极中山站利用甚低频传播手段观测太阳耀斑爆发及极区粒子沉降对低电离层的影响。在一个月的时间里共观测到 6 0次太阳耀斑爆发事件 ,其中最大的一次耀斑爆发引起低电离层等效反射高度下降 8.7公里 ,X射线 (1 - 8A)峰值流量为 3 .5× 1 0 - 2尔格 /(厘米 2·秒 ) ,造成中山站至北京的短波通讯中断 1小时。在这次耀斑爆发 5 8小时以后 ,又观测到在南极地区有粒子沉降事件 ,并引起低电离层等效高度下降 3 .3公里。     

南极地区小象幅航测内业成图

本文阐述了用１２０型非量测相机对南极中山站地区所摄制的１：４００００小象幅航片制作１：５０００地形图，正射像片图及１：１００００地形图的原理、方法和精度。在外定向中适当的权的情况下，其外定向最大对点误差平面为２．２ｍ，高程为１．２ｍ。所制作的正射像片图和相应的地形图套合中误差为０．１４４ｍｍ。