1989年3月13日武昌地区太阳耀斑事件效应的观测结果

1989年3月13日太阳耀斑事件产生了丰富的地球物理效应。耀斑激波和耀斑粒子流引起强烈地磁暴。在武昌地区,磁暴急始发生于地方时3月13日09h30min,其初相期持续10小时（3月13日09h30min-19h20min）,主相期持续13小时（3月13日19h20min-3月14日08h20min）,至3月16日05h20min始恢复平静（图1）。     

2006年12月系列太阳耀斑事件的近地响应分析

利用几种不同空间位置空间天气观测数据对2006年12月系列太阳耀斑近地空间天气效应进行多方位分析,结果表明,该系列耀斑都伴随不同程度日冕物质抛射CME和高速太阳风,首轮耀斑产生超过600 km/s高速太阳风,12月6日通过L1点并持续到12月12日,12月14日次轮耀斑产生900 km/s太阳风高速流,该股高速太阳风引发12月15日地磁场特大磁暴。ACE数据显示,12月6、14、15日IMF南向分量长时间超过5 nT,14～15日有4 h以上超过10 nT,NOAA SEC发布的全球地磁综合KP指数15日超过8。磁暴期间华南地区30 min平均TEC最大值波动幅度达到10TECU或20%,表明发生了较大电离层暴。     

中国南极长城站的地磁现象及其初步分析

本文对南极长城站和北京台1986年1-3月的地磁日变化、磁暴、磁亚暴以及太阳耀斑效应进行了对比分析,不仅获知两地日变化一致和差别的条件,大磁暴和磁亚暴发展过程的全球一致性,而且获得太阳耀斑效应在背阳面也有所反映的有意义结果。     

磁暴与太阳黑子的相关性

磁暴是太阳活动与地磁场相互作用所引起的一种复杂的地球物理效应。它们之间的活动相关性已得到了一些定性的了解。例如,据统计分析1937—1959年的580个太阳大耀斑表明,有50％的大耀斑可以引起磁暴。以及太阳黑子数与地磁活动程度(u)之间的11年周期变化等。为了解磁暴与太阳黑子的关系,本文利用太阳黑子相对数与日本柿岗地磁台1948—1978年间(其中所缺的1959—1962年的资料利用鹿屋台资料)每年出现的磁暴数,并     

2017年9月磁暴期间大尺度电离层行进式扰动的传播特性研究

本文利用同一经度(大约100°E)中低纬三台测高仪(普洱22.7°N,101.05°E,乐山29.6°N,103.75°E,张掖39.4°N,100.13°E)的观测数据,对2017年9月6号太阳耀斑爆发引起的强烈地磁暴期间的大尺度电离层行进式扰动(Large Scale Traveling Ionospheric Disturbances,LSTIDs)的传播特性进行了估计.本文首先对2017年9月2日—11日期间三站观测数据进行人工度量,获取电离层F2层临界频率(fo F2). fo F2在三站的变化结果表明在2017年9月8日21:00 BJT(BeiJing Time,BJT=UT+8)至9日03:00 BJT强磁暴恢复相期间存在大尺度电离层行进式扰动(LSTIDs),因此本文利用fo F2在不同台站的互时延特征来分析并计算LSTIDs传播特性参数.研究结果表明:(1)磁暴期间,通过对电离层F2层临界频率(fo F2)的观测,不同时刻期间处于不同纬度的台站其电离层响应是不同的,表现为出现不同形态的电离层正相暴和电离层负相暴;(2)此次磁暴期间(2017年9月8日19:00 BJT—9日05:00 BJT),利用三个处在不同纬度台站的fo F2对磁暴响应的互延时,计算出LSTIDs水平传播速度在425～800 m/s范围之间,其波长大概在2200～4000 km之间.随着时间的推移其扰动周期延长,9月8日21:35 BJT—9日00:05 BJT期间周期约1.2 h,9日00:05 BJT开始扰动周期逐渐达至1.5 h;(3) LSTIDs具有从高纬度传向低纬度的传播特性,根据计算得出LSTIDs传播的方位角为181±0.2°,可确定磁暴引发的LSTIDs基本是朝赤道向传播的,与之前报道过关于磁暴诱发的LSTIDs传播特征基本一致.     

1991年3月24日大磁暴

K=8和9的强大的地磁场扰动称之为大磁暴。1991年是太阳活动高值年,当刚刚进入多暴的季节(春秋季)时,3月24日就迎来了强烈的K=9的大磁暴。这次大磁暴是继1982年7月13日、1989年3月13日等大磁暴以后,出现的又一次K=9的强烈磁暴。通常平均每年有30-40个磁暴,但是K=9的磁暴却不一定每年都有。磁暴起源于太阳粒子流的辐射。在太阳的活动区域喷射出带电粒子流,当粒子流向着地球前进而接近地球时,粒子流前沿表面产生感应电流和磁场,粒子流继续向地球接近,在地磁场的     

2017年9月强磁暴及引发的电离层扰动

本文研究内容基于2017年9月7日20UT开始的一次强烈的地磁暴事件.这是一次"特殊"的磁暴,在持续两天的磁暴期间,出现了两次强度较大的主相,相隔约14 h.本文通过多项磁暴指数进行研究,发现各项指数均出现两个峰值,两次主相对应的磁暴环电流指数(Dst)最小值都低于100 nT.强磁暴引发了剧烈的电离层扰动,本文中采用...     

1989年3月13-14日大磁暴期间场向电流的特征

用空间飞行器EXOSD获得的磁场和电场资料确定了1989年3月13-14日大磁暴期间黄昏区和早晨区场向电流(FAC)的特征.这个磁暴开始于3月13日0128UT 的急始(SSC).第二个急始出现在当天的0747UT.磁暴持续到3月14日.紧随第一个急始之后,在黄昏和早晨扇区内,FAC 区的赤道侧边界开始向赤道移动,但极侧边界并未立即响应急始.FAC 区体系的赤道侧边界达到48°不变纬度,相当于L=2.2,FAC区的纬度宽度大大增加,尤其是晨侧场向电流(不变纬度约33).在昏侧.通一常以向上的l区电流和向下的2区电流为特征的电流体系(FACs)变成复杂的图案,它由许多随磁暴而发展的向上和向下的FAC电流对组成,尤其在3月13日22UT左右,在地面不变纬度50处观测到强大的东向电集流.磁暴期间,在晨侧扇内,在通常的向上l区FAC和向下2区FAC系统朝向极的一边,观侧到一个附加的大尺度的向上FAC,而在该FAC极侧边界上还观测到一对纬度宽度很窄(～1。5°)的FAC     

关于利用行星际闪烁（IPS）观测进行地球磁暴急始预报的初步探讨

本文在分析行星际激波传播的空间特性的基础上,提出了一种物理模式加统计的预报方法。对1975-1982年间58个耀斑-IPS激波事件是否引起地球磁暴急始进行预报的结果如下:有无磁暴急始发生的报准率是77.6％,虚报率为22.4％;磁暴急始发生时间的预报准确性,大多在±10小时内。这表明利用IPS观测进行磁暴急始预报有很大的潜力和现实可能性。     

2005年8月24日磁暴主相期间亚暴过程的多卫星联合观测分析

本文根据OMNI、TC-2卫星、LANL系列卫星、Cluster星簇卫星(C1-C4)以及加拿大的8个中高纬地磁台站的观测数据,研究了2005年8月24日强磁暴(SYM-H_min~ -179 nT)主相期间的强亚暴(AL_min~ -4046 nT)事件特征.该强磁暴在大振幅(IMF B_{z min}~ -55.57 nT)、短持续时间(~90 min)的行星际磁场条件下产生,有明显的磁暴急始(SSC),强度较大且持续时间较短.发生在磁暴主相期间的亚暴发展的主要特征如下:亚暴增长相期间,C1-C4卫星先后穿越中心等离子体片;亚暴膨胀相触发后,在近地磁尾(X~-6R_E)可观测到磁场偶极化现象;等离子体无色散注入区在亚暴onset开始后迅速沿经向扩展,但被限制在有限的经度范围;磁纬60°附近,Pi2地磁脉动振幅超过了100 nT.膨胀相开始后,在中、高磁纬地磁台站可观测到负湾扰,近地磁尾可观测到Pi2空间脉动,中磁尾区域可观测到尾向流、磁重联以及O⁺/H⁺数密度比值在亚暴onset之后增大等现象.分析表明该强磁暴主相期间的强亚暴现象发生时序是自内向外:X~-6R_E处TC-2观测到磁场偶极化(~09:42:30 UT),同步轨道卫星LANL1994-084观测到等离子体无色散注入(~09:44:30 UT),X~-17.8R_E处C1观测到磁场重联(~09:45:30 UT),由此推断该亚暴事件很可能是近地磁尾不稳定性触发产生,其发生区域距离地球很近.     

Ionospheric effects near the magnetic equator and the anomaly crest of the Indian longitude zone during a large number of intense geomagnetic storms

Ionospheric effects of a large number (51) of severe geomagnetic storms are studied using total electron content (TEC) and VHF/UHF scintillation data from Calcutta, situated near the northern crest of equatorial ionization anomaly and equatorial spread-F (ESF) data from Kodaikanal. The susceptibility of the equatorial ionosphere to develop storm time plasma density irregularities responsible for ESF and scintillation is found to be largely modulated by the local times of occurrences of main and recovery phases as seen in the D_st index. While inhibition of premidnight scintillation for lower TEC values compared to the quiet day averages is omnipresent, occurrence of scintillation for enhancements of TEC is largely dependent on initiation time and amplitude of the said deviations. An overall reduction in threshold values of h′F for observing storm induced ESF and scintillation compared to reported quiet time values is noted. The results are discussed in terms of storm time variabilities in electric fields, neutral wind system and composition changes.     

海南三亚地区S4指数与C/N、ROTI的比较分析

本文通过利用海南三亚站（1834°N, 10962°E）GPS闪烁/TEC接收机2004年8月到2005年7月间观测数据，在对三亚地区闪烁初步统计分析的基础上，比较分析了观测数据中S₄（幅度闪烁指数）和C/N（载噪比），S₄和ROTI（TEC变化率标准差）的关系，同时对2004年11月7日的闪烁事件进行了具体的分析. 通过比较分析得出：（1）三亚地区全年的闪烁强度具有明显的半年变化，在春秋季出现全年闪烁强度的最大值；（2）S₄与C/N具有很好的负相关性；（3）ROTI可以作为由小尺度不规则结构引起闪烁出现的指示剂.     

低纬电离层TEC起伏与相位闪烁的统计特征

穿过电离层不规则体传播后的无线电波,其振幅和相位出现快速随机起伏,即电离层闪烁.为了量化电离层不规则体和相位闪烁的强度,本文提出用TEC起伏δTEC作为特征参量,并用δTEC的标准差构建一种新指数σtec.文中证明指数σtec与相位闪烁指数完全等效.在电离层强闪烁期间,经常出现信号短暂失锁和周跳,导致TEC值突跳和不连续.为此,本文设计了一种周跳检测与校正的批处理算法,用于消除TEC值突跳.在此基础上,利用位于我国中南部电离层闪烁监测台网2012—2015年的观测数据,考察了GPS信号相位闪烁和不规则体的统计特征.结果表明,我国低纬电离层不规则体和相位闪烁与振幅闪烁随地方时和月份变化的特征类似,一天之中主要出现在日落后至黎明前,一年之中,春季不规则体出现最频繁、秋季次之,呈现春秋不对称性,冬夏季出现很少.此外,我们还比较分析了指数S4与σtec的联系,两者之间显著正相关表明,小于第一菲涅尔带尺度的小尺度不规则体和大于第一菲涅尔带尺度的大尺度不规则体一般同时存在.     

海南三亚地区S4指数与C/N、ROTI的比较分析

本文通过利用海南三亚站（1834°N, 10962°E）GPS闪烁/TEC接收机2004年8月到2005年7月间观测数据，在对三亚地区闪烁初步统计分析的基础上，比较分析了观测数据中S₄（幅度闪烁指数）和C/N（载噪比），S₄和ROTI（TEC变化率标准差）的关系，同时对2004年11月7日的闪烁事件进行了具体的分析. 通过比较分析得出：（1）三亚地区全年的闪烁强度具有明显的半年变化，在春秋季出现全年闪烁强度的最大值；（2）S₄与C/N具有很好的负相关性；（3）ROTI可以作为由小尺度不规则结构引起闪烁出现的指示剂.     

2004年11月强磁暴期间武汉电离层TEC的响应和振幅闪烁特征的GPS观测

本文利用设在武汉(11436°E,3053°N,磁纬194°)的GPS电离层TEC和电波闪烁监测仪的测量数据,分析了2004年11月强磁暴期间TEC的响应以及电波闪烁和TEC起伏的特征.结果表明,在这次强磁暴期间,武汉及其邻近地区电离层TEC的响应以正暴相为主,正暴相分别出现在两次主相期间,最大正偏离达到50 TECU.这次磁暴另一个重要影响是主相期间L波段振幅闪烁的活动性及其强度显著增强.S4指数最大接近10.伴随增强的闪烁活动,多次观测到深度耗尽的等离子体泡与TEC起伏,TEC变化率的标准差ROTI指数也显著增强.分析揭示, ROTI指数与S4指数呈正相关,相关系数达到097.线性回归计算得到,ROTI和S4的比率为964.     

Dynamics of high-latitude patches and associated small-scale irregularities during the October and November 2003 storms

Observations from a network of specially equipped GPS scintillation receivers in Northern Europe are used to investigate the dynamics of ionospheric plasma during the storm events of 30 October and 20 November 2003. The total electron content (TEC) and scintillation data, combined with ionospheric tomography produced by the multi-instrument data analysis system (MIDAS), reveal strong enhancements and steep gradients in TEC during nighttime under a prevailing negative B_z component of the interplanetary magnetic field (IMF). Amplitude and phase scintillation maxima are often co-located with the TEC gradients at the edge of plasma patches, revealing the presence of small-scale irregularities and suggesting association with a tongue of ionization (TOI) convecting in an anti-sunward direction from the American sector across the polar cap. Similarities and differences between the ionospheric response to the two storms are investigated. The 30 October event reveals a quite complex scenario showing two phases of plasma dynamics: the former reflects the expected convection pattern for IMF B_z southward and the latter possibly indicates a sort of TEC plasma stagnation signature of the more complex convection patterns during several positive/negative excursions of IMF B_z.     

Investigation of Ionospheric Response to Geomagnetic Storms over a Low Latitude Station,Ile-Ife,Nigeria

Due to several complexities associated with the equatorial ionosphere, and the significant role which the total electron content (TEC) variability plays in GPS signal transmission, there is the need to monitor irregularities in TEC during storm events. The GPS SCINDA receiver data at Ile-Ife, Nigeria, was analysed with a view to characterizing the ionospheric response to geomagnetic storms on 9 March and 1 October 2012. Presently, positive storm effects, peaks in TEC which were associated with prompt penetration of electric fields and changes in neutral gas composition were observed for the storms. The maximum percentage deviation in TEC of about 120 and 45% were observed for 9 March and 1 October 2012, respectively. An obvious negative percentage TEC deviation subsequent to sudden storm commencement (SSC) was observed and besides a geomagnetic storm does not necessarily suggest a high scintillation intensity (S₄) index. The present results show that magnetic storm events at low latitude regions may have an adverse effect on navigation and communication systems.     

Studies of ionospheric variations during geomagnetic activities at the low-latitude station, Ile-Ife, Nigeria

The dual frequency SCINDA NovAtel GSV 4004B GPS receiver installed at the Ile-Ife (low-latitude station) has been in operation since December 2009. Data records for the year 2010 were processed to obtain Total Electron Content (TEC) and S ₄ index. These were interpreted to analyze the ionospheric condition during low geomagnetic activity period (when Dst is from ?40 to 0 nT) and during geomagnetic storm events (with Dst about ?100 nT). Seasonal variations of the TEC and S ₄ index were also investigated. The occurrence of scintillations is closely linked to the peak value of TEC during the daytime; this is very evident during the equinox months when TEC ≥ 30 TECu. When the maximum TEC value is below 30 TECu, as shown by most of the days in the summer months, the scintillation phenomenon does not occur. During geomagnetic storms, the daytime segment of the TEC plot experiences fluctuations (even bifurcations) in values with the peak TEC value of about 40 TECu. From the interpreted data, the occurrence of geomagnetic storm does not necessarily suggest an increase in the level of scintillations at a low-latitude region. Also, there is a remarkable difference between the IRI 2007 model and the observed TEC values, as the daytime TEC peak differs in magnitude and time of occurrence from the observed TEC.     

暴时低纬电离层不规则体响应特征的多手段观测

2010年10月11日发生了一次中等强度的磁暴.本文利用三亚(18.4°N,109.6°E)数字测高仪、VHF雷达和GPS TEC/闪烁监测仪数据以及120°E子午线附近我国漠河(53.5°N,122.4°E)、北京(40.3°N,116.2°E)和武汉(30.6°N,114.4°E)的数字测高仪和GPS TEC/闪烁监测仪数据,分析了磁暴期间我国中低纬地区电离层不规则体的响应特征.结果表明:这次磁暴触发了10月11日午夜前后两个时段低纬(三亚)电离层不规则体事件,而在较高的纬度地区(武汉及以北),并没有观测到电离层不规则体与闪烁.在午夜前,电离层不规则体的发生受磁暴主相期间快速穿透电场激发;在午夜后,电离层不规则体受磁暴恢复相的扰动发电机电场触发,该时段伴随行星际磁场北向翻转的过屏蔽穿透电场也可能是扰动源之一.此外,磁暴期间不同尺度的电离层不规则体会伴随发生.