数字测高仪对海南地区Spread—F的观测(摘要)

用数字测高仪DGS—256在海南地区进行了夜间距离扩展Spread—F的观测。充分利用DGS—256的多参数测量能力,我们从振幅频高图和Doppler频高图中看到了Spread—F的多描迹结构,即由一条从正常电离层反射的主描迹和几条在主描迹之上的辅描迹组成的Spread—F描迹。从时间顺序上,我们又观测到:在整个Spread—F期     

国际电离层参考模式在东亚地区的偏离(英文)

电离层参考模式(IRI)提供的环境参数一直受到世界从事电离层物、无线电通讯等科学和技术工作者所重视及普遍应用。制定模式的主要依据是全球电离层台站的观测资料。由于电离层变化的复杂性,以及世界电离层台站分布不均匀,要一次性制定一个普适的模式有一定难度。IRI自1978年公布以来一直处于不断改进与逐步完善的过程中。 最新的IRI版本是1986年公布的IRI—86。为了检验该模式在我国与近邻的日本国的可用性,我们将我国满洲里、北京、武昌、重庆和广州等站及日本国的稚内、秋田、国分寺,山川和冲绳等站在近一个太阳黑子周期内各层临界频率的实测值与IRI—86模式的计算值进行了比较分析。发现两者存在着显著而系统的偏离。在不同的年份和不同的台站偏离表现出相似的变化规律,冬季月份尤为明显。F2层偏离较大,其相对偏离有时超过60％,绝对差值高达3MHz。偏离变化表现为夜间大(子夜最大),白天小(中午最小);冬季大,夏季小;太阳活动低年大,高年小。在中国模式值普遍大于观测值;偏离随纬度降低而增加;纬度较南的广州站偏离变化曲线表现出较大的差异;纬度相近的武昌和重庆两站,偏离大致相同,经度差异不大。在日本国各站的偏离变化基本相似,纬度效应不明显;并且冬季月份模式值明显小于观测值。 E和F1层模式值与观     

远东地区电离层的凌晨特征(英文)

本文根据对远东地区的中国、日本、新加坡、泰国以及菲律宾等18个电离层台站的垂测资料,统计分析了这一地区的电离层F2层临界频率foF2变化中的凌晨特征。 由于太阳活动低年影响因素较少,电离层频高图图形较规范。因此,出于简化影响因素,利于探源与便于识别现象以及资料质量的考虑,在判断现象与确定凌晨特征的存在时,以武昌台1964与1965年的频高图为主,进行了逐日的考查。至于其它台站主要是依据于月报表的数据.分析结果表明,远东地区一些台站在日出前1—2小时或太阳天顶角110到96度之间foF2出现了明显的小峰,小峰的出现规律与相关因素具有一些十分有趣的特点: 1、主要出现于冬季的04LT左右。 2、多出现于纬度15°—35°之间。 3、小峰的出现与太阳活动成负相关。 4、foF2小峰出现的同时,F层峰下TEC与峰高hm也增加。 在概略考察各种可能的形成机制的基础上还指出了这一现象的形成,可能与磁共轭点日出时,由于电子温度的剧增而引起的光电子沿磁力线向共轭电离层的迁移有关。     

夜间电离层剖面特征(英文)

采用一种有效的剖面分析方法,处理了武昌站1965和1982两年内一千多张夜间频高记录;将所得结果与国际电离层参考模式作了比较. 首先,提出一种改进的分片换算程序,使方法的精度大为提高。用该方法得出的夜间剖面,在等离子体频率大于实测描迹最低频率fe的部分以及剖面在fN=fe点上的高度和斜率,是精确而稳定的。在fN相似文献   

赤道异常的两日振荡(英文)

文章揭示出赤道异常两日振荡的四个特点,即: 1、两日振荡在一天之内的发展消亡过程与赤道异常同步; 2、赤道异常南北峰附近的振荡相位与磁赤道附近的振荡相位相反; 3、赤道异常南北峰附近开始同步振荡的时间比磁赤道附近晚3小时左右; 4、振幅靠南北峰附近最强并随着纬度的增加而逐渐减小直至最后消失。 文章论述可用不同周期赤道异常振荡的叠加来解释经常观测到的赤道异常的逐日起伏(day-to-day-Variability)。 文章还讨论了磁暴或电离层暴引起的起伏与赤道异常两日振荡的差别。 最后文章还给出了这种两日振荡的产生机制:即存在于中层及低热层中的大气行星波会调制潮信风并通过发电机过程导致电流及电场也具有相应行星波周期的振荡。当具有行星波周期振荡的电场沿磁力线传到F层并通过喷泉效应就会产生赤道异常的行星波振荡。初步完成的数值模拟计算已证实这种物理机制的正确性。     

中国上空电离层的一些主要特征(英文)

本文综述了有关资料,通过电离层的重要参数foF2和TEC以及某些扩展F与散见E层现象,描述了中国上空电离层的主要特征。我国位于中低纬区域,拥有由九个电离层垂测站组成的常规站网(表中新乡站是非常规站),其观测工作已超过30年,近年来,在大部份站点上,又采用微分多普勒与法拉弟旋转技术,分别接收美国NNSS的VHF信号和日本ETS-Ⅱ的1 3 6 MHZ信标信号,进行TEC测量。通过对电离图和TEC资料大量分析研究,结果表明:我国上空变化的精细结构及其产生机制还不清楚;但是,已得出的初步结果仍然给出了我国有关电离层纬度、季节和昼夜变化以及与太阳活动性的概貌,其平均的和扰动的主要特征与其它经度扇区中低纬度站所观测的结果是一致的,同时,也观测到一些由不同的电离层与动力学效应所引起的地区性特点,南方站有很强的赤道喷泉效应,而北方站可能有中层大气环流的影响。     

1989年3月8日—20日与地磁急始相伴的突发电离层振荡

1989年3月太阳强烈活动期间,武汉电离层观象台用高频多普勒阵,对电离层扰动进行了连续监测。3月8日—20日共出现五次地磁急始(SC),在多普勒图上出现五次与SC相伴的,在文献中叫SCF或SCFD的频移变化。本文认为这是一种突发电离层振荡(SIO),当太阳风激波阵面冲击磁层时,所产生的电场和磁场变化使电离层和     

海南探空火箭试验和地面综合观测站简介(英文)

中国科学院原空间物理研究所(现空间科学与应用研究中心)1986年开始建设海南空间物理观测试验场. 火箭发射场位于海南儋县西面的富克镇(19°31’N,109°08E),拥有发射区、遥测站、雷达站、数据处理系统等设施.配套的地面观测设备是电离层数字式探测仪DGS—256,还将设立电离层偏振仪、电离层浑浊度仪等.地面设施除进行常规观测外,还可与探空火箭进行同步探测。在国际合作项目中,近期将同联帮德国共同利用VHF雷达进行电离层E层不均匀性研究。同美国、联邦德国、日本合作项目也正在酝酿中。 空间中心还正在海口建设一个地面综合观测站,将是中国自北至南在东经120°台站链上的一环。计划中的观测设备有电离层偏振仪、哨声仪、数字探测仪斜向接收机、电场测试记录仪等,并考虑筹建激光雷达、气辉观测和F—P干涉仪等项目。现已成立的中国科学院空间科学与应用研究中心海南探空部将负责规划、筹建和管理海口富克两处地面综合观测站的工作。此外,空间中心已与武汉大学空间物理系商议合作在三亚地区建立第三个观测点。 海南探空火箭和地面综合观测站的研究课题有:近赤道区中、高层大气结构、动力学和光化学过程的研究、电离层异常、漂移和运动的研究、低纬近赤道区大气声重波产生机制和传播特性、电离层和低中层、     

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。     

关于远东地区Es层的高出现率与形成的札记(英文)

E.K.Smith等根据统计分析早就提出远东地区的电离层Es出现甚频繁是远东电离层的地区特色之一的论断,并指出这一现象可能与地磁水平分量H有关。虽然Es寻常波的极限频率foEs与仪器的灵敏度有关,但Smith等的结论在根据电离层垂测资料的分析提出之后,又得到了VHF的斜向探测资料的验证。因此,应是无容置疑的。然而,对这一特征的形成,尽管提出者已指出了与地磁水平分量的密切相关,仍存在一些不同的论点。论点之一,是认为这一特色的形成可能是由于远东地区的地理纬度与地磁纬度偏离较大的结果;论点之二,是认为序列性Es在中国的频繁出现是导致中国大陆Es出现率更高的原因。本文从地磁纬度的计算公式出发;从解释中纬度地区Es的形成卓有成效的风剪切理论出发,并列举了一些事实,指出了这二论点的困难。 最后。本文列举了foEs突然增加之前,有地磁K指数的剧变与地磁场水平分量H的一大一小两主要异常区,正好对应于Es出现率的一大一小两主要分布区这一事实,指出Es出现率不同的实质,就是地磁场水平分量的异常。     

IRI—86与中国电离层实测资料的比较(英文)

IRI-86(国际参考电离层-86)是COSPAR和国际无线电科学联合会(URSI)推荐的全球电离层标准模式的1986年版。IRI的这个版本,通过运行它的程序可以给出确定地点(地理坐标或地磁坐标)、时刻(地方时或世界时)、季节(年日或月日)、太阳活动(平均太阳黑子数或10.7CM太阳辐射通量)的电子密度、电子温度,离子温度和O~ 、H~ 、He~ 、No~ 以及O_2~ 浓度的廓线。 IRI-86代表全球电离层各个月的平均状态,其作者明确指出了它的如下局限: 1、IRI-86提供的是平均值,与具体时刻测量值的偏差可达25％。 2、不包括极光纬度区域的电离层状况。 3、不包括电离层不均匀结构(即不包括Sprad F和磁暴发生时的情况)。 4、其依据的是1950年—1975年的实测资料,因此,IRI-86对太阳活数指数有限制,要求太阳黑子数(12个月的滑动平均值)小于130。 本文将IRI-86的计算值与我国电离层实测值进行对比。实测值取自1965—1976年满洲里、乌鲁木齐、海南岛、重庆等四个测站的月报表。比较的结果为: 1、F_oF1和F_oE的模式值和测量值不论是太阳活动高年还是太阳活动低年、不论夏季或冬季都符合得比较好。F_oF2的模式值与实测值有比较明显的偏差。 2、除去中纬台站(满州里、乌鲁木齐)在午夜后日出前的一些时刻,F_oF2月中值的偏差超过25％外,其它时间     

无线电掩星技术探测电离层的误差分析研究

无线电掩星技术探测中性大气和电离层已经成为探索地球空间环境、科学研究以及天气预报的较为成熟的手段,如何更好地了解数据采集和计算处理过程中出现的误差和它们的作用机制,是现今该领域的研究热点。掩星探测技术的误差主要包括平台及星上测量误差和地面反演算法误差。基于EGOPS软件和自编程序,分别采用球对称电离层双查普曼(double Chapman)模型和非球对称的国际参考电离层(international reference ionosphere,IRI)模型,模拟GPS电离层掩星数据,从而分析星上的各种测量和平台误差源以及基于球对称假设的算法误差的影响,通过反演的电离层F2层电子峰值密度来进行误差统计。结果表明:一方面,几项主要的测量和平台误差对掩星反演电离层的影响均较小,其中,2mm以下的接收机噪声误差可以保证反演精度基本不受影响;钟稳定度在10~(-13)3~10~(-12)量级范围内时,接收机钟误差对反演的影响较小,可以满足基本的精度需求;局部多路径效应的模拟正弦波信号通过误差幅度和周期共同影响反演误差;20 cm以下的轨道误差可以确保电离层反演的精度,电离层反演时采用定轨误差为10 cm量级的现有轨道,则反演结果基本不受影响。另一方面,电离层的电子密度球对称假设是反演的主要误差源,可引起高达30%的峰值密度相对误差,其误差分布具有地方时、地磁纬度和季节特性:在冬季,日出(地方时4.00 h-8.00 h)和日落(16.00 h-20.00 h)时段误差最大,冬半球误差大于夏半球,中纬(30°-60°)地区比低纬(0°-30°)和高纬区(60°-90°)的反演结果好。在夏季,误差的分布在地方时、纬度尺度上都与冬季情况相反。     

冕洞演化与太阳活动周的关系及在日地预报中的应用

冕洞的研究在近二十多年里取得了丰硕的成果。本文回顾了冕洞的发现及观测历史，系统阐述了冕洞的结构特征、形成及演化规律，讨论了冕洞对日地空间产生的影响，冕洞与超级活动区的关系以及冕洞在太阳活动预报中所起的作用，在此基础上利用１９７０—１９９５年的冕洞资料对冕洞的时空分布和磁极性演化规律与太阳活动周的关系，以及冕洞与太阳风速度、地磁扰动等方面进行分析研究，得出以下结论：（１）冕洞在南北半球的分布在形态上基本是对称的，但在冕洞数量上北半球稍占优势；（２）冕洞的盛衰演化呈周期性，表现为赤道冕洞周期与黑子周期是完全一致的，极冕洞周期与黑子周期相位相差１８０°；（３）赤道冕洞的纬度分布随太阳活动周上升而上升，当太阳活动周达到极大值时，它也达到极大，然后再随太阳活动周下降而下降，极冕洞的纬度延伸方向演化与赤道冕洞相反；（４）极冕洞的极场呈１１年周期性，并且极场反转出现在太阳活动峰年期间；（５）太阳风和地磁扰动与冕洞的演化有着密切的关系     

M型恒星周围系外行星统计研究

M型恒星(M dwarf)是主序星中质量较小的恒星,也是银河系中数量最多的恒星类型,在其周围形成的行星通常距离主星较近,宜居带也比F、G、K型恒星更靠近主星,更有利于发现系外宜居行星.研究表明, M型恒星周围平均存在2.5颗小质量行星,约为F、 G、 K型恒星的3.5倍,但M型恒星周围巨行星的出现率(occurrence rate)则比F、 G、K型小一个量级.基于M型恒星周围发现的401颗行星的参数开展了统计研究,发现质量越大的行星平均轨道半长径越大.类地行星约占行星总数的74%,且轨道半长径均小于1 au,其中28颗行星具有潜在宜居性.根据行星质量-半径关系,在质量等于4倍地球质量(M⊕)处存在一拐点,除少数几颗行星外,大部分小于该质量的行星可能都是由约65%的硅酸盐和约35%的铁组成,大于该质量的行星半径则随质量增加而迅速增大.约60%的M型恒星周围的行星位于多行星系统且轨道分布紧密,相邻行星轨道在3:2、5:3及2:1等平运动共振位置处存在峰值. M型恒星的多行星系统形成与演化等问题对现今的行星形成理论提出了新挑战.     

磁共轭点日出效应与电离层凌晨特征的形成(英文)

日出前1—2小时或太阳天顶角110°到96°之间,一部分地区电离层F_2层的临界频率foF_2出现了反常的小峰。其地域分布、季节变化以及与太阳活动的关系均特征显著;并且,与foF_2出现小峰的同时,F层峰下TEC与峰高hm也有相应的可观增加。显然,这不是偶然事件。本文在从不同角度扼要探讨各种可能的形成机制的基础上,重点讨论了磁共轭点日出效应这一机制。 首先,讨论了日出时由于电子温度突然增加,导致光电子逃逸并沿地磁力线向共轭点迁移的可能性;并列举了前人通过6300—A气辉与温度增加的观测对这一可能性的证实。 其次,根据这一机制,对电离层凌晨特征的形成进行了逐条的园满解释。 最后,还讨论了电离层凌晨特征的形成条件。即两磁共轭点间的日出时间差Δt必须大于20分钟;其间的磁力线长度必须小于7000公里。并指出这一现象可以出现在低磁纬地区。 由于与foF_2变化的同时,有TEC与hm的增加,并引起了温度的变化;所以,实际上电离层凌晨峰的形成,是两种情况的综合结果:第一,磁共轭点日出时光电子迁移直接增加了电子密度。第二,也是由于光电子迁移导致电子温度增加而引起电离再分布所致。     

电离层TEC对GRB041227的响应

2004年12月27日世界时21时30分,一个非常强的γ射线暴扫过地球,它使得暴露在这次事件中的地球高层大气产生额外电离.在爆发期间,地球上多个甚低频(VLF)电波台站都同时观测到了电离层突然骚扰(SID)事件.对GOES卫星的X射线数据、ACE卫星的太阳风和行星际数据以及理论分析表明,地球上观测到的SID事件是由GRB041227引起的.另外,利用国际GPS服务网(IGS)提供的观测数据,采用相干求和的数据处理方法研究了电离层总电子含量(TEC)对这次γ射线暴的响应.结果表明,SGR1806-20产生的GRB041227对地球电离层产生了明显的影响.在爆发期间,平均电离层TEC有一定的增加,其最大增加值约0.04TECU(1TECU=10~(16)el/m~2),产生效果与一个C级或者低于C级的太阳耀斑相当.计算结果还表明了遥远的天体也能对地球的近地空间环境产生或多或少的影响.     

电视比对电路的改进

目前国内综合原子时系统各台站之间原子时的同步手段,主要是利用长波定时与无线电视同步比对两种方法。因此解决一些“电视比对”之中出现的一些问题就变得相对迫切了。本文是我们在一些改进与实验的基础上提出的改进方法。测地所武昌时辰站地处近郊区。由于相对电视台地势较低,周围建筑林立,因此电视射频场强变化较明显。致使比对结果时而出现跳“场”,时而跳“行”。前者要比原数相差     

旋涡黑子的日面分布

本文绘出旋涡黑子的缠绕方向于1970—1978年内在日面南、北半球的分布,它反映出太阳大气的较差自转对黑子磁场的扭绞形态发生了作用。本文还揭示出太阳活动区中上浮磁力管的扭转矢量(或电流)的分布于某一时期内,在南、北两半球面上,大致是同方向的。并且这个矢量方向似乎发生周期性变化,其原因尚不清楚。     

旋涡黑子的日面分布

文本给出旋涡黑子的缠绕方向于1970—1978年内在日面南、北半球的分布,它反映出太阳大气的较差自转对黑子磁场的扭绞形态发生了作用。本文还揭示出太阳活动区中上浮磁力管的扭转矢量(或电流)的分布于某一时期内,在南、北两半球面上,大致是同方向的。并且这个矢量方向似乎发生周期性变化,其原因尚不清楚。     

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.