空间天气研究进展

空间天气对人类活动具有深刻的影响,关系到社会的经济发展和国家安全,其研究和应用正面临着日益增长的需求.主要从业务和应用的角度,描述了空间天气所涉及的主要区域内的空间天气现象及空间天气要素近年来国内外的主要研究进展和态势,以期读者对空间天气有一个整体的认识.     

广州亚运期间的空间天气保障服务

介绍空间天气对通讯的影响、广州气象卫星地面站近年来开展空间天气监测与研究的情况以及本届亚运会期间的空间天气服务产品情况。     

第5届亚洲大洋洲地球科学学会年会简介

亚洲大洋洲地球科学学会（AOGS）成立于2003年,其宗旨是为从事地球科学研究工作的组织和个人提供合作和交流的平台,其内容和形式类似于美国的美国地球物理学会（AGU）。AOGS与欧洲地球物理学会（EGS）、AGU及国际大地测量和地球物理学联盟（IUGG）合作,致力于加强地区和区域间学会的合作与交流,并积极努力与世界其它地球科学学会保持联系。     

厦门电离层垂测站建设及初步结果

本文介绍了厦门电离层垂直探测站的建设及初步结果.该站选用了加拿大生产的数字测高仪,利用折合偶极天线作为发射和接收天线,采用气象信息专业网和internet网络的两种传输方式,实现了数据实时传输和远程控制.利用试验观测期间获得的2007年8月份首批电离层垂直探测数据,分析发现了厦门地区电离层f_oF2的一些基本特征：白天f_oF2最大值一般出现在地方时14~16点,最大值约5~15 MHz,有较强逐日变化;夜间f_oF2约4MHz左右,逐日变化较小.与最新国际电离层参考模式IRI2007进行了初步对比,发现IRI2007可较好的预报出f_oF2的月中值,但对逐日变化较强的厦门地区电离层f_oF2预报能力较弱.     

台风期间厦门电离层变化的一次特例分析

文中利用中国气象局厦门电离层监测站的电离层频高图数据,研究了2007年登陆地点在厦门附近地区的3次台风登陆事件期间厦门电离层的变化,分析比较了台风登陆前后F2 层临界频率(foF2)的相对变化、电离层Es和扩展F出现率等,结果显示这3次台风登陆均导致电离层foF2扰动,偶发E层(Es)和扩展F的出现率在3次台风临近登陆和登陆后都有明显的增加.台风圣帕(Sepat)登陆前一天,电离层foF2出现了相对月中值达40%(约4 MHz)的增强,登陆后电离层foF2迅速降低到月中值水平;台风韦帕(Wipha)登陆后电离层foF2从登陆前的略高于月中值的水平迅速下降到月中值以下(降幅达30%)并持续4天.台风罗莎登陆前的2天内电离层foF2低于月中值,台风罗莎登陆当天电离层foF2恢复到月中值水平,随后foF2出现了1天的下降和连续3天的增强.初步分析认为由于台风登陆前后,强烈的海气、陆气相互作用可能影响到电离层高度,从而导致对电离层foF2、Es和扩展F等参量发生变化.利用Wang(2005)提出的CoP机制,可以较好地解释台风登陆导致foF2下降,但文中发现在台风临近登陆出现的foF2上升的现象,则需要进一步深入分析研究.     

中国区域电离层垂测仪探测参量与COSMIC掩星反演结果比较研究

利用漠河站、左岭站、富克站垂测仪数据和COSMIC反演的电离层资料,分析比较了太阳活动高年两种探测手段获取的电离层特征参量(N_mF₂、h_mF₂)的相关性.结果表明,两种方式获取的电离层对应特征参量相关性较高,且N_mF₂的相关性好于h_mF₂,同时相关性与纬度和季节有关.在地磁中纬度地区对应参量相关性较好,而在地磁低纬度受北驼峰控制区域相关性降低;在电离层赤道异常区域,春秋季、夏季对应特征参量相关性好于冬季.造成冬季相关性低的可能原因是,在跨越赤道中性风作用下,冬季电离层赤道异常区电子浓度梯度较大,造成掩星反演误差增大,致使两种探测手段获取的电离层特征参量相关性降低.     

华南地区GPS—TEC监测产品分析与设计

利用广州GPS综合应用接收网观测数据,探讨华南地区区域级TEC监测产品的研制方法与结果。观测样本分析显示,广州GPS综合应用网单站在24h内瞬时捕获卫星数基本上稳定在10颗,反演获得的TEC样本在电离层薄层模型下经过投影基本上覆盖华南地区以及中国南海北部海域和台湾海峡,可以比较好地反映华南地区和中国南海海域TEC数值分布状况。基于广州GPS综合应用接收网观测数据,可以得到一个表征区域强度的平均TEC实时监测产品和一个表征区域子午线分布特性的纬向TEC实时监测产品。     

利用OI 135.6 nm夜气辉辐射探测电离层峰值电子密度及电子总含量的研究

测量夜间135.6 nm大气气辉辐射强度是目前有效的电离层探测方式之一,我国即将在风云三号卫星上搭载仪器,利用该波段夜气辉辐射测量来反演电子总含量(本文所指电子总含量表示卫星高度以下大气柱的电子含量)及峰值电子密度,因此非常有必要开展相关的气辉发光模型及反演研究.在介绍氧原子135.6 nm波段夜气辉激发机制基础上,考虑辐射在传输过程中受到大气氧原子的散射及氧气分子的吸收,采用迭代法求解包含多次散射及大气吸收衰减的辐射传输方程,得到该波段的体发射率,最终通过考虑包含辐射传输的路径积分计算得到135.6 nm气辉辐射强度值.对结果的分析表明:该气辉模型能较好地描述体发射率随高度的分布特征,计算得到的135.6 nm夜气辉辐射强度在不同时空及太阳活动的分布与相应条件下峰值电子密度(N_mF₂)及电子总含量(TEC)的分布基本一致.相同的时空及太阳活动输入条件下,模式计算的135.6 nm夜气辉辐射强度与国外同类模式结果的值平均偏差约为3%.文中最后介绍了通过135.6 nm夜气辉的辐射强度探测来反演电离层峰值电子密度N_mF₂及电子总含量TEC的反演方法.     

中国电离层TEC现报系统

作为最重要的电离层参量之一,电离层电子浓度总含量(TEC)可以通过当前广泛使用的全球定位系统(GPS)的信标进行观测.我们在我国北起漠河、经北京和武汉、南到三亚四个观测站建立了GPS接收站,经单站数据处理后将原始的单站GPS TEC观测数据上载到北京数据处理中心;采用我们发展的经验基函数模式算法,用实测数据估算格点TEC并提供给用户,同时生成覆盖中国疆域的TEC地图并在因特网上实时发布.这一电离层TEC现报系统是我国首个类似的技术系统,在观测站布局和TEC地图算法上有所创新.该系统已用于实时监测我国电离层环境,并可为我国卫星定位导航和测控等技术系统的电波修正提供实测电离层数据.     

二维电离层发电机理论模式及其初步应用

在地理坐标系下推导出二维电离层发电机理论方程,采用逐线迭代法求解得到全球二维电离层发电机电流函数,进而得到电离层发电机电流和电场.模式中使用的电导率是根据外部经验模式给出的背景大气和电离层参数,采用理论公式计算得出;输入的中性风场和磁场分别由HWM93和IGRF2000模型给出,该电离层发电机理论模式很好地给出了全球Sq电流形态及电离层E层发电机电场的基本特征.利用该模式研究了外部模式风场以及地磁场随高度的变化对模拟结果的影响,发现在90~180 km高度上,风场随高度变化对电流影响较大,而地磁场影响较小;重点模拟研究了地磁平静时期,Sq电流涡旋中心位置和总电流强度的变化规律,初步研究发现,电流中心位置在地理纬度±30°附近,不同的地方时电流随地磁纬度线平行移动,且南北半球两个电流涡中心电流强度之和变化不大.分析发现这种规律与发电机高度上的磁场总强度及地磁倾角的全球分布有很好的相关性.