初始波法线角对中低纬非导管哨声波传播的影响

本文对初始波法线角δ_s不同的中低纬非导管哨声进行了射线追踪研究,结果表明,当δ_s≤0°时,哨声波可到达较大的L值,在另一半球较高纬度处形成“聚焦区”,这组哨声色散值较大;当δ>0°时,随以的增加,哨声射线内移,δ>10°的哨声射线汇聚于另一半球较低纬度处,这组哨声色散值较小。据此提出解释中低纬哨声色散值连续变化的一种可能机制:电离层电子浓度水平梯度的连续变化引起初始波法线角以的连续变化,从而导致射线路径、群时延和色散值的变化。     

哨声谱与出口点的关系

一、引言 哨声波是一种在空间等离子体中传播的色散电磁波,一般以自然界中的闪电作为激励源。利用地面哨声资料可推算出赤道面内哨声路径顶点处的电子浓度N_(eq)和管电子含量N_T等电离层参数。要准确提取这些信息就需知道哨声传播的路径参数,即入口点和出口点位置。由于部分哨声透出电离层后,在地一电离层波导中传播了相当长的距离才被     

电离密度分布对中低纬非导管哨声波传播的影响

本文在偶极子地磁模型和各种电离密度分布模型中,对中低纬非导管哨声波的传播特性进行了射线追踪研究。结果表明,地磁场位形及其引起的磁层等离子体的各向异性是决定哨声射线几何特征及速度结构的主要因素,而电离密度仅在一定程度上改变上述特征;电离层是形成哨声射线聚焦的主要原因;赤道异常和电离层显著地影响哨声波的到达纬度;哨声群时延和色散值主要决定于电离密度;中低纬非导管哨声近似符合Eckersley定律;电离层是决定波法线角能否满足透射条件的主要因素。     

赤道异常区内非导管哨声的射线跟踪

本文利用射线跟踪技术研究了电离层赤道异常区内地面哨声非导管传播的可能性。考察了负电离纬向梯度对非导管哨声传播的影响,并检验了哨声射线路径参数和群时延对频率的依赖关系。计算结果证明,夜间在赤道异常区内的电离层中,存在一些地面可检测哨声的非导管传播通道;沿位于通道内的射线路径传播的哨声波,透出电离层后,可同时激发电离层-地面波导的朝极和朝赤道方向传播;在磁纬10°附近,到达共轭电离层底部的射线有明显的“聚焦”效应。本文结果比较满意地解释了近年来在我国南部地区地面台网（磁纬19.4°N至5.5°N）同时观测到的一部分哨声的传播特征。     

一次日食电离层效应模拟研究

用120°E经度链附近台站电离层垂测资料和一个二维低纬电离层理论模式探讨1995年10月24日日食电离层效应．在日食条件下只考虑日食区计算太阳EUV辐射减少．模式结果显示：（1）日食期间较低高度电离层光食效应显著,电子浓度跟随食分迅速变化,在食甚后浓度减少达到最大。较高高度电离层对日食响应延迟.（2）低纬地区日食日f₀.F₂比控制日低,而h_mF₂比控制日高．在低纬度地区日食带来的影响相对较大·（3）赤道附近h_mF₂食甚后有一突变,出现日食F₁.5层。（4）食甚后海口纬度附近F层受日食影响持久,而f₀F₂在赤道附近出现第2次下降．最后对低纬日食电离层效应的动力学因素进行了初步的讨论．     

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.     

漠河地区哨声导管电子含量的推算方法及一些结果

本文对1983年12月4日在漠河收到的哨声的描迹进行曲线拟合来外推鼻频。在计算中,使用磁迴旋模型,进行适当的电离层修正,并采用试探值方法,以取得最佳的拟合结果。本文最后对误差进行了简要的讨论。     

中国区域电离层扩展F发生率特征研究

本文利用2011年富克、厦门、南宁、克州、格尔木、西安、北京和漠河等电离层垂测站的电离层扩展F数据,统计了中国区域电离层扩展F发生率的日变化、季节变化和区域变化特征.除了漠河外,中国区域电离层扩展F发生率的日变化、季节变化特征比较一致,扩展F出现在夜间(18~08 LT),且午夜后多于午夜前,以6月为中心的夏季月份扩展F发生率高.电离层扩展F发生率的最大值随着纬度的增加而减少,发生率最大值出现的时间也随着纬度增加而延迟,具有明显的“纬度效应”.漠河电离层扩展F与中国区域中其他地方相比较,在发生时间段、发生率数值和季节变化特征方面都具有明显的不同特征,这些情况表明漠河电离层扩展F的产生机制和影响因素可能是不同的.     

中国地区电离层TEC暴扰动研究

电离层总电子含量(TEC)是空间天气研究和监测预报的重要参量.本文引入了电离层TEC扰动指数DI, 对青岛等6个台站的DI数据进行分析,选取DI>0.35(DI≤-0.30)作为正(负)相电离层TEC扰动的强度标准,并以连续6 h及以上的DI满足该值来判定电离层TEC暴扰动事件.对电离层TEC暴扰动事件的统计分析表明,在地方时日落后至子夜前为发生高峰时段,正(负)相暴扰动事件平均持续时间约为10.9 h(10.5 h),正相暴发生率以冬季为多,夏季为少,而负相暴则以夏季略高.发现位于赤道异常驼峰区的广州站和位于高中纬度的海拉尔站比典型中纬地区的北京站电离层TEC暴扰动更易发生,且低纬地区以正相暴扰动为主.分析表明,约有70%的电离层TEC暴扰动伴随着有地磁扰动,但是电离层TEC暴扰动并不完全由地磁扰动所引起,强烈气象活动等局地环境因素也可能对电离层TEC暴扰动有着重要影响.     

在榆林港地面（磁纬=6.8°N）收录到哨声

地区的磁纬愈低,磁倾角也愈小,从而甚低频的电磁波也愈难被沿地磁力线分布的导管捕获并以哨声模式传播。因此,在低纬地区哨声出现率小、强度弱,地面接收相当困难。但由于低纬哨声的特征及其传播机制对研究磁层和电离层有重要意义,所以近年来人们越来越重视对低纬哨声的观测和研究。我们在1980年冬季于广东湛江首次收录到哨声信号的基础上,又于1982年1月8日至17日在海南岛榆林港（磁纬（?）6.8°N）和湛江（磁纬（?）9.8°N）同时进行观测,结果两地均收录到短哨信号,如图1（a）、（b）     

SH-1型哨声接收设备与若干观测结果

1978年,我们研制了哨声和VLF发射的SH-1型接受设备。为研究哨声强度的频响特性,特别注意整机频响问题,并对环形接收天线频响作了校正。从1979年夏开始,在北京（磁纬28.9°N）使用这套SH-1型接收设备,获得一些与过去不同的观测结果。如1.哨声相对强度最大值在1 kc/s-4 kc/s频段,而不是在4 kc/s-6 kc/s间;2.哨声下截频低于地面-电离层波导截频的情况相当多,而不是很少。 本文还介绍了1981年夏日食期间利用这套接收设备在漠河（磁纬42.5°N）观测到的一些结果。     

Connections between whistlers and pulsation activity

Simultaneous whistler records of one station and geomagnetic pulsation (Pc3) records at three stations were compared. In a previous study correlation was found between occurrence and L value of propagation/excitation for the two phenomena. The recently investigated simultaneous records have shown that the correlation is better on longer time scales (days) than on shorter ones (minutes), but the L values of the propagation of whistlers/excitation of pulsations are correlated, i.e. if whistlers propagate in higher latitude ducts, pulsations have periods longer than in the case when whistlers propagate in lower latitude ducts.     

81型哨声定向观测系统及其观测结果

本文系统地叙述了哨声定向观测的原理、观测设备和观测结果。我们于1982年3月11日在北京怀柔成功地实现了群哨的定向观测,平均入射角为13°,方位角为32°,平均场强为270微伏/米。     

南极长城站夏季哨声的观测与分析

在中国首次南极考察期间,我们对哨声和VLF发射进行了37天的连续观测。本文首先对观测设备作了介绍,在对观测资料进行统计分析的基础上就哨声类型、发生率、色散特征等作了描述,然后重点对磁暴期间两天的哨声活动作了较细致的分析,并由此推求出其传播途径上的电子浓度变化。观测到了磁暴期间等离子体层的倒空现象和其后的回填过程。计算表明,倒空的速率为10⁹el/cm²·s,向上的回填通量为5x10⁸ el/cm²·s。     

磁纬20°以下地区哨声多台宽带定向观测及其初步结果

武汉大学哨声组与日本名古屋大学空电研究所合作于1988年1月在我国南方进行了哨声多台宽带定向测量。利用近两年研制的宽带数字化频率追踪定向分析系统,首次获得了磁纬20°以下地区哨声波出口区与偏振状态的实验结果。初步分析发现,在湛江附近（磁纬约10°N）存在一个比较稳定的哨声路径出口区,三台同时接收到的哨声大多从这同一出口区透射出来;有时存在两个出口区,一个仍位于湛江附近,另一个位于桂林和武昌之间;沿两条不同路径传播的同源哨声具有几乎相同的色散。本文所做的非导管射线追踪计算能比较满意地解释定向实验结果。另外,此次观测中还发现一些新的有意义的现象,如记录到近百例两跳、三跳及五跳回波等,这在低纬地区是非常少见的。     

地球磁层中哨声导管的物理结构

本文在理论上探讨了地球磁层中哨声导管的物理特征。利用两种能够引导甚低频电磁波的导管模式,求得哨声导管中磁场和电流的分布。当磁场偏离势场或无力场时,将会产生场向电流,该电流与导管的强度和稳定维持密切相关。根据这些结果,我们认为高纬磁层中观测到的较强的场向电流,是高纬地区地面台站频繁接收到哨声及其回波的一个重要原因。     

Pearl-type micropulsations at mid-latitude; their relation to whistlers,solar and geomagnetic activity as well as ionospheric absorption

The occurrence of pearl-type (Pc 1) micropulsations recorded at the mid-latitude station Nagycenk (Hungary) during a half solar cycle showed a quite regular variation on this long time scale. Around solar activity maximum, the number of days with Pc 1 occurrence was rather low, while it began to increase during medium solar activity rising to a maximum around solar activity minimum. Pc 1 pulsations have been analyzed in relation to further parameters and on a shorter time scale, too. Based on data of 2 years with maximum Pc 1 occurrence (around solar activity minimum in 1985 and 1986), a seasonal variation was also found. Additionally, it was confirmed that pearl-type micropulsations might frequently occur, on and after days, with geomagnetic disturbances. At Nagycenk, the selected geomagnetic disturbances were generally associated with an increased ionospheric absorption of radio waves caused by enhanced ionization due to particle precipitation from the magnetosphere into the lower ionosphere. Whistler observations carried out at Panska Veš (a station in the Czech Republic) showed a significant whistler activity connected with these geomagnetic disturbances, however, no after-effect appeared in whistler activity. One of the main goals of the present study was to find a relationship between Pc 1 pulsations and whistlers. Results revealing an increased whistler activity associated with Pc 1 occurrences confirm our previous findings rather convincingly. The latter ones hinted at the probability that certain magnetospheric configurations, e.g. geomagnetic field line shells and whistler ducts are closely connected, as similar positions of the two structures were found within the magnetosphere when characteristics of Pc 3 pulsations and whistlers were analyzed.