2009年7月22日日全食期间VLF信号的异常变化

在2009年7月22日日全食期间,用美国斯坦福大学太阳中心提供的电离层突扰(SID)监测仪对甚低频(VLF)信号进行观测时发现:日全食期间的VLF信号强度变化异常,出现类似日出日落的效应;信号强度振幅变大,类似于雷电效应;而且信号强度在日全食前后一段时间内都有所增强.在对观测数据的可靠性进行充分讨论的基础上,对比以往的观测结果,发现电离层会在日全食发生之前有所变化.     

与青藏高原气象有关的电离层扰动(英文)

利用武汉电离层观象台的HF多普勒台阵的长期观测记录,对电离层声重波进行了定源分析,发现武昌地区上空的近源声重波的激发与武昌西南部的青藏高原的地形隆起有关。 在这种定源研究中,我们发现的主要观测现象为: (1)、在襄樊附近上空的约200公里的高度上(BPM,10MHz时号),声重波水平传播的优势方向为正西偏南至正东偏北。也有由北向南传播的,但不占优势。这一优势方向上传播速度的大小与其它方向上的相比较,约小20％。 (2)、上述优势方向的出现没有明显的日变化,即不同的地方时都存在这种优势方向。 (3)、上述优势方向主要出现在早春季节,秋季很少出现。 (4)、在襄樊附近,在较高的280公里左右的高度上(BPM,15MHz),正西偏南至正东偏北的优势方向相对变弱,出现另一个由北向南的优势方向。 (5)、在朝鲜南部海面上空约220公里的高度(JJY,15MHz)上,虽然仍存在由正西偏南向正东偏北传播的扰动,但水平传播的优势方向由北向南。 从上述观测现象我们不难看出:在襄樊上空经常出现的一种声重波扰动,来自襄樊的西南方向。随着高度增加,这种扰动很快减弱;随着传播距离的增大,也很快衰减,至朝鲜南部海面上空已很少出现。这种扰动的水平传播速度小于电离层高度上的声速。以上特性说明这些扰动的源区离襄樊不远,估计它们在     

长三角地区电离层变化的GPS监测

利用GPS双频观测量可获取电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC),以监测区域上空电离层的分布和变化特征,从而可以发现不同尺度的电离层异常。该文采用2004年上海地区GPS综合应用网(SCGAN)以及中国地壳运动监测网络(CMONC)的部分台站的观测,计算得到1年时间序列的TEC数据,来研究长三角地区上空的电离层TEC的变化与活动。应用这些数据,综合利用高斯权函数和滑动平均等几种数据处理方法,重点分析和讨论了长三角地区上空电离层的周日变化、周年变化和季节性变化特性,揭示了电离层冬季异常等现象。同时,通过对1年时间序列TEC进行谱分析,得到了其相应的变化周期。     

2009年7月22日日食期间VLF信号相位和场强的观测和分析

2009年7月22日日食期间,分别在重庆、桂林和青岛利用阿尔法场强与相位监测仪观测了来自俄罗斯阿尔法导航系统位于Novosibirsk、Krasnodar和Khabarovsk的3个发射台3个频率的甚低频信号,并对实验数据进行了分析。通过建立日食期间的电离层模型,结合实际传播路径地面电磁参数,推测全食区低电离层的等效高度;给出经不同路径传播的VLF(甚低频)信号相位突变与日食发生时刻的关系及原因;分析了日食期间经不同路径传播的VLF信号的场强起伏变化,发现场强变化滞后于相位变化这一现象。     

1989年4月9日的3级大耀斑

本文对1989年4月9日发生在小黑子活动区的3B级大耀斑作了形态分析,得到如下结果。1.耀斑具有双带结构,活动暗条被耀斑的双带包围在中间。2.和耀斑有关的S形活动暗条在耀斑爆发前后有明显变化,最终全部消失。3.耀斑的X—射线事件引起电离层2级和1级扰动(SID)各一次。4.离带观测表明存在着物质的下降运动。5.黑子半影具有旋涡结构。     

AR5395:1989年3月15日的3B级耀斑

本文对1989年3月15日发生在AR5395活动区的3B级耀斑作了分析,结果表明:(1)在耀班开始前,本活动区附近的暗条就激活起来,直致消失。(2)在耀斑发生过程中,耀斑区域的暗条变得更加复杂。(3)主耀斑块始终发生在大黑子群西侧,并不断向南面扩张,形成一条非常漂亮的带子。(4)耀斑的X射线辐射引起电离层3级扰     

太阳耀斑引起的突发电离层骚扰(英文)

太阳活动第22周峰年期内,我国组织了日地系统整体行为的联合观测研究,中科院武汉物理研究所开展了多项电离层观测,见表1,监测太阳活动在电离层中不同高度上的效应。垂测记录的形式为频高图;长波观测中为Loran—c信号的相位和振幅变化。由武昌、天门和安陆三个站组成的台阵,记录了BPM时号的三维多普勒频谱结构,还同时记录了电子总含量(TEC)的变化。 本文讨论SID,主要观测结果列在表2。表2按确认的SFD事件排列。这种记录虽是全天候的从未中断过,但由于短波传播条件的各种特殊变化,不能认为已收入了全部SFD事件。长波观测有少数缺记情况,TEC记录虽未中断,但它的灵敏度低,只能检测大耀斑。表中的耀斑事件也不全,可能漏掉了一些对电离层效应很灵敏的急剧变化的短暂事件。从表2中得出下列主要结论:(1)SFD是一种很好的光耀斑指示器;(2)SPA是X射线耀斑的指示器;(3)出现特强的SFD和SPA,并出现可检测的SITEC常暗示着1—3天内,将出现电离层暴或大尺度TID。由于记录是连续实时显示的,这种观测在日地空间环境监测、预报和研究中是很有用的。     

1989年8月大耀斑事件的综合观测分析

1989年7月31日到9月9日,在新乡、临潼和乌鲁木齐三点对VLF Omega信号相位变化进行了同时接收。与此同时,乌鲁木齐天文站的太阳色球观测和乌鲁木齐电离层垂测站的电离层探测也同时进行。     

电离层TEC对小耀斑的响应

利用国际GPS观测网(IGS)提供的多个台站的观测数据,分析了M级别以下的小、暗太阳耀斑对向阳面电离层TEC的影响．利用传统分析方法的结果表明,从单条视线(LOS)观测数据得到的电离层TEC及其时间变化率曲线来看,由于它们的波动水平和正常情况下的背景电离层变化相当,使此类小耀斑的信息完全淹没在背景噪声中,不能够显示和分辨出耀斑的发生．利用相干求和的数据处理方法,选用向阳面18个GPS台站的观测数据研究了一次C级SF耀斑引起的电离层TEC增加,结果发现,这种方法能有效地消除背景电离层变化噪声,电离层对耀斑的响应非常清楚和明显,这通常只能在X级别的大耀斑中看到．和GOES卫星X射线数据相比,电离层TEC变化的时间特征和耀斑爆发的开始、最大和结束时间均有很好的符合,其最大平均TEC增量在0．1TECU以下,和X级别的大耀斑相比有一个或多个量级上的差别．     

GPS/LEO掩星方法中的电离层延迟量对太阳射电辐射流量的响应

对无线电信号在电离层中的传播路径进行了数值模拟;针对掩星观测中的五组实际卫星轨道数据(包括GPS和LEO卫星),给出了在太阳射电辐射流量(FLUX)分别为0,70,160和240等几种情况下的电离层延迟量对10.7cm波长的太阳辐射流量的响应结果;这分别对应着无太阳辐射、太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形。从中可以发现,掩星观测中电离层延迟量对10.7cm波长的太阳射电辐射流量的响应表现为如下特性:电离层延迟同参数FLUX的大小有明显的对应关系,即FLUX越大,则掩星观测中的电离层延迟越大;对于上升掩星情况而言,掩星观测中电离层延迟量起先逐渐增加,然后达到某一峰值,其后逐渐下降;在掩星观测的初期和中期,太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形之间的电离层延迟量差异都较为显著,而在掩星观测的后期,几种情形相互间电离层延迟量的差异都比较小。     

中国电离层扩展F特征(英文)

人们通常认为电离层扩展F只是经常出现于赤道和极光纬度地区,很少出现于中纬和极区。但E.K.Smith曾认为F层严重扩展是电离层远东异常的一个主要特征。后来G.G.Bowman也发现日本电离层扩展F的出现率也是相当高的。在本文,作者分析了中国大陆上9个垂测台站的资料得出中国电离层扩展F有下述的主要特征: 1.出现率的地理分布:扩展F的出现率在南中国是静年大于峰年,但在北中国似乎是峰年大于静年;扩展F的出现率在所有年份中均是夏季大于冬季,而且在夏季是南中国大于北中国在冬季是北中国大于南中国。 2.出现率的日变化:在频高图上,扩展F描迹均出现于晚上,而且下半夜的出现率大于上半夜。 从上述可以看到,南、北中国的扩展F似乎有不同的出现规律。与G.G.Bowman所作的日本电离层扩展F的分析作比较,还可看到中国电离层扩展F的出现率也是相当高的。 3.武昌台站的扩展F往往是在海口台站的扩展F出现0-3小时以后才出现。 4.在武昌的频高图上,经常看到与斜投射描迹交替出现的扩展F。 从上述两点并结合Bowman1984的工作,似乎可以认为南中国的扩展F可能是电离层受扰的结果,而其扰动源可能在赤道地区。     

融合IGS和CMONOC的GPS数据反演实测电离层研究

利用国际卫星导航系统服务以及中国大陆构造环境监测网络的实测数据,构建电离层球谐模型SHAG(Shanghai Astronomical Observatory global model),并与欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)提供的电离层数据比较,得到如下结果:1)在全球范围内,二者解算的卫星硬件延迟误差的均方根值(root mean square,RMS)为0.11 ns,观测站硬件延迟误差的RMS为0.59 ns;2)对于中国大陆及邻区,二者电离层总电子含量(total electronic content,TEC)的RMS为2.1 TECu(1 TECu=0.35 ns),但SHAG模型解算观测站TEC更接近GNSS双频解算的结果;3)通过与数字测高仪的观测资料比较,发现SHAG模型解算的电离层结果可较好地描述不同观测站区域的电离层变化趋势。综合结果表明,中国大陆构造环境监测网络数据的大量引入改善了SHAG模型的中国区域电离层特性,能较好地描述中国区域电离层空间分布及变化特征。     

御夫座ε星由全食到第四次接触前的Hα变化

在御夫ε由全食到第四次接触前,用美国McDonald天文台2.7米和2.1米望远镜折轴分光仪的Reticon,对Hα进行了四段时间八夜共56次观测,得到了Hα的轮廓、等值宽度、视向速度的变化。在食甚前105天(1983年3月9—10日),在吸收线蓝侧有强的发射,吸收线的等值宽度为1800m,中心附近有两个小的发射,吸收中心的视向速度高于轨道速度。在食甚后约两个月(1983年8月30—31日),吸收线等值宽度增至3620m,两侧没有发射,而呈明显的宽达每侧7左右的线翼,中心结构复杂(有三个发射),视向速度低于轨道速度约30kms~(-1)。刚第三次接触时(1984年1月16日),红端出现强的发射,吸收中心继续紫移,但没有小的发射,吸收线的等值宽度猛减到1440m。第三至第四接触中间(1984年3月16—19日),红端强发射反而减弱,吸收中心向红端恢复,其等值宽度仍在减少,蓝端呈弱的发射。 比较本文的观测与Wright等人在1955—1957年食期间的Hα观测,可以肯定Hα的轮廓变化总体来说是可以重复的,说明这一变化是主、次星相互作用的结果,并认为,主星FI_(ap)外有一个半径大约450R_⊙的盘(或环),以V sin i=70kms~(-1)旋转,它是Hα发射的主要源,“次星”中心是一颗高速(V sin i≥70kms~(-1))旋转的B型星,外围被半透明的大气所包围,并用这一模型对Hα的变化做了定性     

日环食对LORAN—C天波时号传输的影响

1987年9月23日发生的日环食期间，由于电离层受太阳活动的突然扰动，Loran-C天波时号传输呈现明显的变化，我们在上海天台对这种影响进行了观测，并对观测数据进行了计算和分析。与通常情况下得到的数据比较，我们发现对时间可能产生1.0－1.5微秒的偏离，而五分钟内的定时精度和校频精度两都降低约50％－100％。在上海区域内，这种影响达到峰值的时刻延迟了约30分钟，这是处于扰动电离层状态中天波反射点变化的反映。     

电离层对声重波的非线性响应(英文)

行进电离层扰动(TID),是电离层的一种大尺度低频扰动。长期以来,人们对TID进行了大量实验观测和理论探讨。现在已经确信,TID是由大气声重波在电离层中传播所引起的。以前的理论工作分析了电离层对声重波的线性响应,将TID描述成一种余弦型扰动。 我们利用DOOPER台阵对声重波和TID现象进行了多年的观测。我们发现,TID具有波动形式,但其正负半周有明显的不对称性,严重偏离余弦波的结构。这种现象,不能由以前的线性TID理论来解释,揭示了线性理论的局限性。 本文中,我们讨论电离层对声重波扰动的非线性响应。带电粒子的运动速度由两部分构成:一是大气粒子通过碰撞而引起的拖动速度,另一是带电粒子密度梯度和重力决定的扩散速度。本文只讨论电离层与声重波相互作用的动力学过程。在带电粒子的连续性方程中,保留所有的非线性项。利用级数展开的方法,讨论带电粒子的性质。主要结论如下: 1、没有声重波扰动时,电离层的垂直漂移速度基本上由风速决定。对于中纬地区,电离层垂直漂移速度可达到水平风速的量级,这同赤道地区的情况有很大的差别。在赤道上空,地磁场是水平的,电离层垂直漂移速度比水平风速低两个量级以上。 2、当声重波通过电离层传播时,带电粒子受到扰动。在一级近似下,理论分析导出电离层扰动的形式与     

ROTI计算策略的初步分析比较

由电离层闪烁和TEC(Total Electron Content)监测仪获取的振幅闪烁指数S4和相位闪烁指数σ?是电离层闪烁研究中最常用的参数,由双频GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机获取的电离层TEC变化率指数ROTI(Rate of TEC Index)与S4指数的相关性已得到很多相关研究的验证,ROTI也是电离层闪烁研究的一个有效参数,这样就使利用全球分布的大量GNSS观测数据开展电离层闪烁研究成为可能.但是在不同的研究中计算ROTI所使用数据的采样率和计算间隔有所差异,对于计算策略的选择尚无定论.利用海南三亚1 s、15 s和30 s采样率的GNSS双频观测数据与电离层闪烁和TEC监测仪获取的S4指数,分析了在电离层闪烁发生时,不同计算策略获取的各类ROTI与S4指数的相关性,分析比对了几类ROTI对电离层闪烁的敏感性.分析结果表明:各类ROTI与S4指数都具有较强的相关性,在大多数情况下,不同种类ROTI都可以在闪烁发生期间响应S4指数的变化;不同采样率的ROTI在响应S4指数变化时,判断是否发生电离层闪烁事件的阈值有所差异;由于ROTI和S4指数监测电离层闪烁的机理不同,也会出现几个参数不能同时反映电离层受扰动的情况,在进行电离层闪烁监测、预报和预警时,建议同时采用多个参数综合分析;在同等的电离层条件下,15 s和30 s采样率的ROTI在数值上比较接近,但是两者明显小于1 s采样率的ROTI.使用GNSS接收机进行电离层闪烁观测时,建议采用高于1 s采样率的GNSS观测数据.     

利用地基GPS网高精度实时监测电离层TEC

地基GPS网是监测电离层总电子含量(TEC)的有效手段之一,本文基于上海综合GPS应用网建立了高时空分辨率(0.5h×0.1°×0.1°)的垂直TEC格网模型,用于实时地监测该地区上空电离层TEC变化.该模型每30min给出一幅电离层TEC图,详细地反映了区域电离层分布和变化情况,并可用于实时地改正该地区单频GPS接收机的电离层延迟.     

1989年3月太阳事件对中低纬低电离层的影响

在1989年3月特大太阳事件期间,我们在武昌电离层观象台进行了连续的VLF,LF无线电传播测量,接收挪威的奥米加台的13.6kHz的VLF讯号和罗兰-C西北太平洋链Z台100kHz的LF天波讯号。分析所得的资料并与相应的武昌地磁K指数的比较表明:在3月6日—20日期间,伴随大的地磁扰动,VLF、LF无线电讯号也均出现比较大的扰动,白天和夜间均有较大的相位超前,LF幅度起伏加大,平均值减小。这     

关于低频天波传播特性及我国东部沿海地区上空电离层D区某些特征的初步研究(英文)

基于对低频天波信号的将近一个太阳周的实测,分析和研究一跳天波传播时延及场强随太阳活动周、随季节及随周日而变化的规律。在正确分析大气折射效应的基础上,由一跳天波的传播时延及场强的实测值推算得到了相应的等效反射高度、电离层反射系数和电子密度梯度参数β(假定为指数模式),并分析研究了它们与太阳活动周、与季节及与周日变化的关系。分析研究还表明:反射系数及场强的昼夜变化、季节变化及太阳周变化与CCIR有关报告所得的活动有所不同。例如,对本研究所涉及的有效频率14.6千赫而言,根据265—6号报告,在太阳活动极小年及极大年,晚间、夏季白天及冬季白天的电离层反射系数分别为-0.38、-0.07及-0.21(极小年)及-0.5、-0.11及-0.28(极大年),而根据本工作推算得到的相应的反射系数值则分别为-0.18、-0.11及-0.15(极小年)及-0.16、-0.09及-0.11(极大年)。分析表明:这种差别反映了本研究所涉及的等效反射区域,即我国东部沿海区域上空电离层D区在电子密度结构等方面存在着不同于其它区域(如欧洲中纬地区上空)的特征,例如,中国东部沿海地区上空的电离层D区部分的电子密度及其梯度(特别是晚间及冬季白天)都可能较欧洲中纬地区的电子密度及其梯度小一些。     

GPS实时监测和预报电离层电子含量

GPS能高精度地实时监测电离层总电子含量(TEC)变化，对纠正单频GPS接收机电离层延迟和监测电离层活动及其所反映的太阳活动规律具有重要意义．上海地区GPS综合应用网的建立，为监测长江三角洲地区电离层变化提供了宝贵的资料，利用这些双频GPS接收机的连续观测资料，可近实时地监测和预报该地区电离层总电子含量，其内外符精度和外推预报30分钟的精度均优于0.4m．