2018-08-25~29期间全球电离层TEC对地磁暴的响应分析

使用IGS提供的全球电离层地图对2018-08-26地磁暴期间TEC变化进行分析,利用滑动四分位距法提取全球TEC扰动特征,并初步探讨此次磁暴引起的电离层扰动响应机制。结果表明：1）磁暴主相期间,除北极地区外电离层TEC主要表现为正相扰动;在恢复相期间,电离层TEC在北半球呈现长期负扰,而在南半球则相反。2）磁暴期间全球电离层TEC扰动与热层成分O/N₂变化有关。星际磁场南向期间,东向快速穿透电场对全球日间电离层TEC正扰具有很大影响,高能粒子的沉降作用可能是高纬和极区TEC发生正扰的原因;夏冬季节环流会促进电离层在磁暴恢复相阶段的南北不对称响应。     

The extremely intense CNA events observed at Zhongshan Station in July, 2000

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｒｒｉｖａｌｏｆ2 3ｒｄｓｏｌａｒａｃｔｉｖｅｐｅａｋａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｓｃｉ ｅｎｃｅ ,ｔｈｅｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓａｒｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｎｔｅｒｅｓｔｅｄｉｎｔｏｐｉｃｓｏｆｇｅｏｓｐａｃｅｅｆｆｅｃｔｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｎｔｅｎｓｅｓｏｌａｒａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ.Ｔｈｅｇｅｏｓｐａｃｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｅｘｔｒｅｍｅｓｏｌａｒａｃｔｉｖｅｅｖｅｎｔｓ,ｓｕｃｈａｓｔｈｅ 1 993Ｎｏ…     

Propagation and source of Pc5 frequency range pulsation at cusp latitude

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｏｌａｒｒｅｇｉｏｎｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔａｒｅａｆｏｒｅｎｅｒｇｅｔｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｓｏｌａｒｗｉｎｄａｎｄｅａｒｔｈ’ｓｍａｇｎｅｔｏｓｐｈｅｒｅ .Ｔｈｅｃｕｓｐｉｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｐａｔｈｆｏｒｓｏｌａｒｗｉｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｉｎｔｏｔｈｅｍａｇｎｅｔｏｓｐｈｅｒｅｏｒｅｖｅｎｉｎｔｏｔｈｅｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅａｎｄｉｔａｌｓｏｉｓａｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔｒｅｇｉｏｎｆｏｒａｌｏｔｏｆｍａｇｎｅｔｏｓｐｈｅｒｉｃｂｏｕｎｄａ…     

Global distributions of storm-time ionospheric currents as seen in geomagnetic field variations

To investigate temporal and spatial evolution of global geomagnetic field variations from high-latitude to the equator during geomagnetic storms, we analyzed ground geomagnetic field disturbances from high latitudes to the magnetic equator. The daytime ionospheric equivalent current during the storm main phase showed that twin-vortex ionospheric currents driven by the Region 1 field-aligned currents （R1 FACs） are intensified significantly and expand to the low-latitude region of-30~ magnetic latitude. Centers of the currents were located around 70~ and 65~ in the morning and afternoon, respectively. Corresponding to intensification of the R1 FACs, an enhancement of the eastward/westward equatorial electrojet occurred at the daytime/nighttime dip equator. This signature suggests that the enhanced convection electric field penetrates to both the daytime and nighttime equa- tor. During the recovery phase, the daytime equivalent current showed that two new pairs of twin vortices, which are different from two-cell ionospheric currents driven by the R1 FACs, appear in the polar cap and mid latitude. The former led to enhanced north- ward Bz （NBZ） FACs driven by lobe reconnection tailward of the cusps, owing to the northward interplanetary magnetic field （IMF）. The latter was generated by enhanced Region 2 field-aligned currents （R2 FACs）. Associated with these magnetic field variations in the mid-latitudes and polar cap, the equatorial magnetic field variation showed a strongly negative signature, produced by the westward equatorial electrojet current caused by the dusk-to-dawn electric field.     

太阳耀斑对电离层天顶方向电子总量的影响

对2000年7月14日太阳耀斑爆发期间北京、武汉、上海3个观测站的GPS数据进行了精化处理,计算出各个卫星交叉点沿天顶方向上的电子总量,并对是否消除仪器偏差的计算结果进行了比较,从时间域、空间域上分析了这次耀斑爆发时电离层电子总量变化的特点。结果表明：利用精化的GPS数据才能更好地反映出太阳耀斑爆发时电离层电子总量的突变情况和变化规律。分析1998年11月22日和2000年7月14日耀斑爆发期间的GPS资料,还发现在耀斑爆发前一天与耀斑爆发相对应的一个时间段内,如果卫星交叉点的运动轨迹是从高纬到低纬的运动,这些交叉点的VTEC(天顶方向上的电子总量)值在该时间段内有迅速增长的异常现象。这是否是耀斑爆发的“前兆”现象,值得进一步研究。     

利用GPS计算的TEC变化率监测太阳耀斑

给出了利用双频GPS载波相位观测值计算各个卫星沿观测方向的电子总量 (TEC)变化率的方法 ,用该方法计算了 2 0 0 0年 7月 12日和 7月 14日两次级别分别为X1.9级和X5 .7级太阳耀斑前后一周各个卫星的TEC变化率。分析表明 ,在太阳耀斑爆发当天 ,如果卫星交叉点是在中纬度地区运动 ,沿观测方向TEC变化率除耀斑爆发的一段时间外 ,其它时间变化相对平稳 ,并且在耀斑爆发一天后 ,TEC变化率趋于正常 ;如果卫星交叉点纬度低于 30° ,那么在耀斑爆发前一天 ,各个卫星沿观测方向的TEC变化率发生“异常” ,即变化率增加很快 ,而且交叉点运行的纬度越低 ,TEC变化率的增量越大。比较了分析太阳耀斑的两种数据处理方法 :求解沿天顶方向上电子总量 (VTEC)和求解TEC变化率的方法 ,指出求解TEC变化率的方法不必考虑仪器偏差的影响 ,能更好地监测较小级别的太阳耀斑。     

2003年1 0月29～31日太阳耀斑对中国大陆电离层扰动的GPS监测与分析

利用“中国地壳运动观测网络”工程中28个GPS基准站和中国周边地区10个IGS站的GPS观测数据,研究了2003年10月29日～31日期间,X10级太阳耀斑引起的中国大陆电离层总电子含量(TEC)的变化特征,分析了本次太阳磁暴对我国不同地区电离层的影响。结果表明。太阳耀斑对中国大陆电离层的影响从29日中午10～1l时开始,其影响强度与纬度有关,纬度越低。影响越大。且自东向西移动。TEC最大值达到120TEC。峰值比正常情况下高40多个TECU;且下午电离层对耀斑的响应强烈。     

电离层高阶项延迟对多系统PPP的影响

计算位于不同纬度的3个MGEX测站在不同太阳活动及地磁场活动情况下GPS、GLONASS、Beidou和Galileo卫星导航定位系统的电离层高阶项(HOI)延迟，分析高阶项延迟对多系统PPP结果的影响，总结不同太阳活动和地磁活动对PPP的影响。结果表明，电离层延迟随纬度的增加而减小；太阳活动是影响电离层高阶项延迟的主要因素，在太阳活动指数较低时，二阶项延迟不超过2 cm，三阶项延迟约为1 mm；当太阳指数较高时，二阶项延迟超过2.5 cm，三阶项延迟可达到5 mm；当磁暴发生时，高阶项延迟会存在一定程度的增长。将电离层高阶项延迟改正后，太阳活动指数较低时点位精度提升效果明显。     

冬季北极涛动与行星波活动的关系

为了进一步认识北极涛动与行星波之间的关系,利用NCEP/NCAR再分析资料并借助谐波分析、相关分析等方法讨论了北极涛动异常下行星波的活动情况。结果表明:在北极涛动指数强(弱)值年,纬向平均风场在中纬度明显减小(增大),在中高纬度明显增大(减小);行星波1波振幅在低纬度对流层中层和中纬度平流层明显增大(减小),在高纬度平流层明显减小(增大);2波振幅在中纬度对流层明显减小(增大),在高纬度平流层有所增大(减小)。E-P通量反映出在北极涛动强(弱)值年,行星波1波在中高纬度从地面向上传播显著增强(减弱),低纬度波导显著增强(减弱),极地波导显著减弱(增强);2波在中高纬度从地面向上传播显著减弱(增强),低纬度波导和极地波导变化不明显。     

山东济南—淄博地区寒武系风暴岩及其研究发展

晚寒武世,华北地台不仅为克拉通内稳定的浅海沉积环境,且处于低纬度赤道飓风带控制之下,风暴作用频繁,风暴沉积极其发育,在该区的上寒武统地层中留下了丰富的风暴沉积记录。风暴岩广泛分布于九龙群炒米店组,据砾屑来源与其沉积环境,砾屑灰岩(风暴岩)分为原地型砾屑灰岩和异地型砾屑灰岩。结合该区的风暴沉积特征,将风暴成因的砾屑灰岩形成机制概括为风暴涨潮流—回流、风暴漫流和风暴旋流3种。     

基于北斗GEO卫星的磁暴期间电离层TEC响应分析

基于亚太地区北斗GEO卫星数据对2017-05发生在中低纬度地区的磁暴现象进行研究,并使用北斗GEO卫星获取的TEC实测数据对全球电离层图的精度进行评估。进一步对磁暴引起的全球电离层TEC变化进行分析发现,电离层TEC对磁暴的响应出现在磁暴主相开始1~4 h之后,最大扰动值达到20 TECu以上。     

电离层高阶项延迟对2015-06磁暴期间PPP的影响

分析了2015年第173~175 d太阳活动对电离层以及地磁场的影响以及磁暴期间电离层延迟高阶项对观测值、静态PPP的影响。结果表明,受173 d爆发的日冕物质抛射和冕洞高速流的共同影响,174 d地磁持续扰动,达到大磁暴水平; L1、L2的二阶项延迟最大值分别达到20 mm、40 mm,三阶项延迟为2 mm、5 mm;电离层高阶项延迟对PPP的N方向的影响最为显著,最大值达到了7.1 mm,且呈向南偏移的趋势,对U、E方向影响的最大值可达4.6 mm,但没有一致偏移的规律。     

中国南部地区大气加权平均温度模型精化研究

针对中国南部地区地势西高东低、沿海与内陆存在差异等情况,分析中国南部地区T_m与地面温度、测站高度、季节变化以及纬度的关系,利用中国南部地区19个探空站2015~2017年的探空数据,在Bevis公式的基础上建立只考虑地面温度的线性模型（T_m-SC1模型）和与地面温度、高程、季节变化以及纬度有关的新T_m模型（T_m-SC2模型）。以2018年的探空数据为参考值,对T_m-SC1模型和T_m-SC2模型进行精度验证,并与广泛使用的Bevis公式和GPT3模型进行精度比较。结果表明,T_m-SC1模型的年均偏差和均方根误差（RMS）分别为0.76 K和2.57 K,相比Bevis模型和GPT3模型,其精度（RMS值）分别提高13.8%和2.2%;T_m-SC2模型的年均偏差和均方根误差（RMS）分别为-0.10 K和1.64 K,相比Bevis模型和GPT3模型其精度（RMS值）分别提高44.9%和37.6%。T_m-SC2模型用于GNSS水汽计算导致的理论RMS误差和相对误差分别为0.16 mm和0.43%。因此,T_m-SC2模型更适用于中国南部地区的GNSS水汽探测以及气象研究。     

浙中金华地区“2013.3.20”春季雷暴天气过程研究分析

为了探索春季强对流发生发展的机制,利用常规观测资料、MICAPS资料以及新一代多普勒天气雷达资料,采用天气学诊断方法,对2013年3月20日凌晨发生在浙中金华地区的一次大范围的强雷暴天气过程进行分析。结果表明:(1)高空槽和地面倒槽是此次强对流天气过程的主要影响系统;(2)高空三层为一致的西南急流,水汽输送强;(3)中低层急流附近存在强的垂直上升运动中心且几乎重合,500hPa到地面存在强的垂直风切变,动力条件好;(4)中低层深厚的暖平流与高层弱冷平流相互作用形成了上干冷、下暖湿的不稳定层结;(5)中层冷空气渗透,促使强对流进一步发展,风暴发展为中-β尺度飑线系统,但前沿无阵风锋产生;(6)飑线南段的超级单体风暴发展为非超级单体强风暴,在雷达图上表现为"弓形"回波,其顶点经过武义站时造成27.4m/s(10级)的瞬时大风;(7)VIL高值维持时间较短,不利于冰雹出现。     

北京一次强对流天气过程的数值模拟

为了对发生于2008年07月04日北京的一次强对流天气有更多的认识,利用三维对流云模式对其进行数值模拟研究。结果表明：模式可以较好地模拟出强对流天气各主要宏观发展阶段的特征,以及云中水成物粒子转化的微观特征;模式能够很好地模拟出此次强对流天气过程的风场特征,对流系统中存在有利的环境条件,风暴是由气流的辐合上升引起的。在发展初期,对流云低层为辐合上升气流,在对流云发展的成熟阶段,近地面层以辐散气流为主,中上层以辐合气流为主,且辐合达到最大,之后随着云体的消散,低层辐散下沉气流加强。气流在顶端转变方向,形成辐散出流。     

英山数字地震台的勘选及建设

通过对英山数字地震台台址背景噪声的分析和计算,得出了台址背景噪声地脉动速度均方根(RMS)值、观测动态范围和噪声信号功率谱,表明台址地脉动噪声水平基本符合数字地震观测技术规范要求.     

重庆红池坝地电场变化分析

利用磁静日时序叠加方法和FFT频谱分析方法对红池坝地电场观测资料进行逐月处理，并与巫山建坪台地磁观测资料进行对比，分析红池坝地电场静日变化特征；计算红池坝台站磁暴期间产生的感应电场，与地电场观测数据对比，分析地电暴的特征。结果表明，静日随着月份的变化，相位发生变化，与巫山建坪地磁Sq变化一致；1月、2月、11月、12月的地电场日变幅明显小于其他月份；地电场显著周期成分与磁静日地磁场相同，并且通过周期成分的逐月对比分析得到，地电场与地磁D分量的不同周期成分的频谱值随时间的变化基本一致；某一方向的地电暴与该垂直方向的磁暴和该地区的电性结构有关；地电暴观测值与地磁感应电流计算值呈线性关系；地电暴变化与K值呈指数关系。     

天文辐射空间分布与尺度效应研究

天文辐射是地表实际入射太阳辐射的基础背景,也是辐射计算、太阳能资源评估和农业生产潜力估算等方面的重要天文参量。本文基于分辨率为30 m的福建省数字高程模型,使用MATLAB软件提供的并行计算框架模拟了起伏地形下福建省天文辐射空间分布,定量地分析了坡度坡向对天文辐射分布的影响规律,同时探讨数字高程模型对天文辐射产生的空间尺度效应。结果表明：福建省年天文辐射量大部分处于10 000~13 000 MJ/m²,呈现东南沿海向中西部递减的分布特征;不同季节的天文辐射分布受纬度和坡度坡向的影响具有明显的差异性,呈现季节分布的不对称性;不同坡度和坡向对天文辐射的影响与福建省总体上西北高东南低地势特征相吻合,天文辐射量随坡度增大而减小,东、东南和南坡向是天文辐射分布较集中的区域,总体上呈现山脊多、山谷少、阳坡多、阴坡少的地域差异性;数字高程模型的空间尺度效应在起伏较大的福建中西部丘陵地貌表现更加明显,该区域的天文辐射对分辨率的变化更加敏感。     

Effect of altitude and latitude on surface air temperature across the Qinghai-Tibet Plateau

The correlation between mean surface air temperature and altitude is analyzed in this paper based on the annual and monthly mean surface air temperature data from 106 weather stations over the period 1961–2003 across the Qinghai-Tibet Plateau. The results show that temperature variations not only depend on altitude but also latitude, and there is a gradual decrease in temperature with the increasing altitude and latitude. The overall trend for the vertical temperature lapse rate for the whole plateau is approximately linear. Three methods, namely multivariate composite analysis, simple correlation and traditional stepwise regression, were applied to analyze these three correlations. The results assessed with the first method are well matched to those with the latter two methods. The apparent mean annual near-surface lapse rate is −4.8 °C /km and the latitudinal effect is −0.87 °C /^olatitude. In summer, the altitude influences the temperature variations more significantly with a July lapse rate of -4.3°C /km and the effect of latitude is only −0.28°C /^olatitude. In winter, the reverse happens. The temperature decrease is mainly due to the increase in latitude. The mean January lapse rate is −5.0°C /km, while the effect of latitude is −1.51°C /^olatitude. Comparative analysis for pairs of adjacent stations shows that at a small spatial scale the difference in altitude is the dominant factor affecting differences in mean annual near-surface air temperature, aided to some extent by differences of latitude. In contrast, the lapse rate in a small area is greater than the overall mean value for the Qinghai-Tibet Plateau (5 to 13°C /km). An increasing trend has been detected for the surface lapse rate with increases in altitude. The temperature difference has obvious seasonal variations, and the trends for the southern group of stations (south of 33° latitude) and for the more northerly group are opposite, mainly because of the differences in seasonal variation at low altitudes. For yearly changes, the temperature for high-altitude stations occurs earlier clearly. Temperature datasets at high altitude stations are well-correlated, and those in Nanjing were lagged for 1 year but less for contemporaneous correlations. The slope of linear trendline of temperature change for available years is clearly related to altitude, and the amplitude of temperature variation is enlarged by high altitude. The change effect in near-surface lapse rate at the varying altitude is approximately 1.0°C /km on the rate of warming over a hundred-year period.     

Distributed modeling of extraterrestrial solar radiation over the rugged terrains of Pakistan

In Pakistan,the solar analogue has been addressed but its surface geographical parameterization has given least attention.Inappropriate density of stations and their spatial coverage particularly in difficult peripheral national territories,little or no solar radiation data,non-satisfactory sunshine hours data,and low quality of ground observed cloud cover data create a situation in which the spatial modeling of Extraterrestrial Solar Radiation(ESR) and its ground parameterization got sufficient scope.The D...