顶部电离层离子密度经度结构的特征及其随季节、太阳活动和倾角的变化

本文利用DMSP卫星测量数据和傅里叶分解和重构方法, 研究了地磁平静期顶部电离层总离子密度(Ni)经度结构的多重波数特征及波数4的年变化、逐年变化、地方时差异和随倾角的变化.傅里叶分解和重构的结果表明, 顶部电离层平均Ni的经度结构中同时含有以波数1至波数4为主的多重分量, 不同波数分量的幅度和相位各不相同.对波数4分量的分析表明, 波数4的幅度在春秋季最强, 北半球夏季高于冬季;随太阳活动水平增强, 波数4分量的幅度增高, 至太阳活动高年幅度达到最高, 此后随太阳活动水平降低而减小, 与F10.7呈正相关;春秋季和北半球夏季波数4分量在傍晚最强, 晚上和上午次之, 黎明最弱, 从09 LT到21 LT, 波数4的相位依次滞后, 暗示向东移动.分析还发现, 日落期间波数4幅度依赖倾角, 春秋季随倾角的变化呈双峰结构, 两个极大出现在倾角±18°附近, 暗示赤道等离子体喷泉效应对顶部电离层经度结构的控制作用.     

基于DEMETER卫星原位等离子体参量的 震前异常提取方法研究及震例分析

基于法国DEMETER卫星等离子体分析仪和Langmuir探针观测到的原位等离子体参量, 研究了参量随纬度变化、 空间插值、 空间差值、 滑动中值、 相关性分析等5种异常提取方法, 并将这些方法应用于2006年1月—2010年4月期间国内6.0级以上、 国外部分7.0级以上29次地震的震例分析中. 由于等离子体参量具有一定的相关性, 因此对于震中附近的轨道数据大于等于2个参量出现异常时, 本研究才将其视为震前异常. 通过研究发现, 29次地震中有15次出现电离层原位等离子体参量的震前异常, 异常时间大约为1—7天, 震中东西两个方向均可能出现异常, 但异常区域多偏向磁赤道.     

顶部电离层电子密度和温度的统计背景及其地磁活动变化

通过对DEMETER卫星从2004年11月7日至2005年11月30日期间探测到的710 km高度顶部电离层的电子数据进行网格化(纬度2°×经度4°)统计平均,本文分析了不同地磁条件下顶部电离层电子密度和温度的全球分布情况.不论是在地磁宁静还是地磁活动期间,顶部电离层电子密度的分布都存在着一个巨大的威德尔海异常(夜间电子密度高于白天的)区域(30°W~180°W和 30°S~75°S)、夜间中纬槽(35°N~60°N和35°S~60°S)和夜间南大西洋地磁负异常区域的低密度结构,而且电子密度在磁倾(dip)赤道附近最大,说明710 km高度的顶部电离层并不存在赤道异常.和电子密度的分布相反,电子温度在磁倾赤道附近最小,在等离子体层顶附近最大.在地磁活动期间,顶部电离层电子的密度普遍增加,同时电子密度的赤道峰值向中纬区扩宽.但是,地磁活动并没有明显地改变威德尔海异常区和夜间中纬槽的空间范围.另外,地磁活动对电子温度的影响并不明显,它仅造成了等离子体层顶附近的电子温度增大.     

夏季磁静日中国大陆上空电离层电子浓度变化特征

使用DEMETER卫星上Langmiur探针记录的电子密度(Ne)资料,分析了2007年6月6～20日磁静日中国大陆上空(0°～70°N,60°～120°E)660km高度的Ne变化特征.结果表明,整个研究区域Ne存在明显日变特征.在研究区域内,0°～20°N范围,Ne最大值出现在北京时的12～14时,随着时间推移.峰值幅度衰减;30°～50°N区域内,最大峰值分别出现在20时至次日2时,有些轨道出现双峰值;高纬度上Ne基本平衡在20000cm<'-3>左右.分别计算了30°N、40°N和50°N几个纬度点的时均值,结果显示在中纬度区夜间Ne变化幅度平均高于白天.40°N上Ne在21～22时呈现最大值,300N上Ne在13～14时呈现最大值,50°N基本无大的起伏,都与低纬度地区有明显差异,因此不同纬度之间形态各异,各纬度之间没有统一的背景信息.相邻轨道之间的相关性分析结果表明,与参考轨道相邻近的1～2条轨道相关系数比较高,因此选定2000～4000km范围进行背景场分析研究.     

高纬电离层特性的实例研究

本文利用EISCAT雷达资料讨论磁层-电离层耦合的高纬电离层效应。研究表明,即使在夏季极昼情况下,磁扰期间的磁层过程对高纬电离层形态的影响也远大于太阳紫外辐射的作用。高能粒子沉降使电离层E层的电子密度大大增加;而磁层对流速度变大会使F层内电离复合加强。因而,磁扰时经常出现ne（E层）>e（F层）的情况。此现象不仅与宁静时完全相反,而且与中低纬电离层形态变化也有很大差别。     

高纬电离层特性的实例研究

本文利用EISCAT雷达资料讨论磁层-电离层耦合的高纬电离层效应。研究表明,即使在夏季极昼情况下,磁扰期间的磁层过程对高纬电离层形态的影响也远大于太阳紫外辐射的作用。高能粒子沉降使电离层E层的电子密度大大增加;而磁层对流速度变大会使F层内电离复合加强。因而,磁扰时经常出现n_e（E层）>_e（F层）的情况。此现象不仅与宁静时完全相反,而且与中低纬电离层形态变化也有很大差别。     

基于COSMIC掩星数据的电离层分布特征及地震响应研究

<正>GPS(Global Positioning System,全球定位系统)无线电掩星技术具有全球覆盖、垂直分辨率高等优点,为电离层的研究提供了十分丰富的资料。本论文的研究主要基于COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate)掩星电离层数据,详细介绍了电离层的基本理论;阐述利用掩星技术探测电离层的基本原理;针对COSMIC掩星数据分布特点,建立了数据分析和研究方法;目前的研究对电离层物理量不同区域分布差     

曲靖非相干散射雷达电离层F区日间电子温度变化特征初步分析

利用曲靖非相干散射雷达2017—2018年春夏季观测数据首次分析了电离层日间150～450km电子温度的地方时与高度变化特征及其与电子密度的相关性.发现hmF2及以上的电子温度在日出日落时具有两个峰值,在11∶00—16∶00LT之间变化较小,高度越高午后上升的时间越早;从150km开始迅速增加,在约220km达到最大值,然后开始降低,在约300～350km达到最小值,最后单调上升;200km以下电子温度与电子密度成正相关(主要由热传导控制),200～450km之间存在明显的反相关(光电离过程占主导),电子-离子温度差与电子密度对数之间存在近似线性关系,电子温度逐日变化与光电离因子的变化趋势相似,这种相关性在中午与午后更明显;以上结果与其他非相干散射雷达观测和电离层模型计算结果基本一致,但也存在一些差别,需要结合更多数据深入分析.     

利用GPS和DEMETER数据分析汶川地震前电离层变化

利用GPS TEC和法国DEMETER卫星ISL探测器的观测数据,分析了汶川地震前电离层变化.结果表明,电离层TEC在5月6-10日地方时下午有连续的负异常现象,5月9日地方时下午有明显的正异常现象.电离层TEC异常的范围主要位于震中南部区域,EW方向上1 100 ～1 670km,SN方向上1 600 ～3 700km.5月6日的负异常偏震中东南,5月7日的负异常偏震中西南,5月9日的正异常偏震中东南.震中西南和南部地区负异常较东南地区明显,震中南部和东南地区正异常程度较西南地区偏高,震中位置所对应南半球磁力线共轭区都出现了一定程度的正或负扰动.DEMETER卫星观测的电子密度Ne和离子密度N.在5月6-10日也出现了明显的负异常,异常分布与电离层TEC异常分布较为一致,主要集中在震中南部.震中所在的经度带上存在2个负异常峰值,且在纬度上关于地磁赤道对称.最后在上述异常的基础上,对基于岩石圈-大气层-电离层耦合的地震电离层异常机理开展了初步讨论.     

中纬热层大气质量密度经向结构差异研究

本文利用CHAMP卫星以及全球电离层-热层模型（GITM）来研究太阳活动低年（2007-2009年）中纬热层大气质量密度（ρ）的经度结构变化.结果如下：（1）ρ存在明显的经度单波结构（单峰和单谷）,且南北半球反相,波峰和波谷随着地方时增加而向东移动;（2）模拟表明离子拖曳效应在ρ结构差异的形成中起到了重要的作用,欧亚地区电子密度经度差异性较弱,不足以影响ρ经度分布,导致该地区ρ经度差异不明显;（3）在磁中纬地区,太阳天顶角的经度差异可达20°~30°,太阳光加热的经度不均匀性是导致ρ经度差异的另一个主要原因.     

Indices for Numerical Characterization of the Alteration Processes of Magnetic Minerals Taking Place During Investigation of Temperature Variation of Magnetic Susceptibility

The alteration of magnetic minerals taking place during the investigation of the temperature variation of bulk magnetic susceptibility is obvious from different courses of heating and cooling susceptibility vs. temperature curves. A set of indices is introduced to characterize these changes numerically. The A ₄₀ alteration index characterizes the change in susceptibility after executing the whole cycle of heating and cooling. The maximum difference between the heating and cooling curves is characterized by the A _max alteration index. The mean or average difference between the heating and cooling curves is characterized by the A _m alteration index. The situation whether the heating and cooling curves cross, is characterized by the A _cr alteration index. The technique of progressive repeated heating is proposed, together with the above indices, to locate the temperature intervals with weak and strong magnetic mineral changes induced by heating.     

内蒙古东部扎兰屯地区的b值时空变化特征

内蒙古东部的扎兰屯地区位于大兴安岭地震带北段,区域地质构造复杂,历史及现代中强地震较为活跃。本文以该地区地震活动作为研究对象,在区域地震序列完整性分析基础上,用最小二乘法进行b值时间扫描计算,用最大似然法进行b值空间扫描计算。时间扫描中的b值为每个扫描窗口内研究区的平均b值,因此其变化幅度不大,b值变化范围基本维系在0.78～1.13,误差范围为0.04～0.065。空间扫描结果显示,扎兰屯地区b值空间分布范围基本维系在0.4～1.8,误差范围为0.045～0.085;低b值区域为阿伦河断裂中北段,b值大致分布在0.5～0.7,表明该区域地壳介质处于高水平应力积累状态,可能是未来发生中强以上地震的危险区域。     

芦山地震强地面运动频谱特征及致灾相关性分析

以芦山地震震中距100km内20个台站的60条原始强震记录为依据,采用零交法计算台站处三方向卓越周期,采用线性加速法计算台站处阻尼比为0.05的三方向反应谱,考察反应谱峰值周期、卓越周期和放大系数在各台站位置处的分布以及在断裂上、下盘的均值。通过研究发现:芦山地震动卓越周期、反应谱峰值周期和放大系数在各台站不同方向上的分量不同;各台站处反应谱的计算表明地震动具有上盘效应以及上盘衰减迅速的特征;地震动卓越周期在芦山地震震中100km的上、下盘上差别不大,其中上盘EW和UD向卓越周期均值略小于下盘,而上盘NS向均值略大于下盘,断裂两盘UD向卓越周期总体小于水平向,断裂两盘三方向卓越周期变化范围为0.013~0.275s;计算得到的放大系数表明80%台站NS向放大系数大于EW向,因此NS向放大系数较大可能是芦山地震诱发崩滑地质灾害的主要因素。     

云南地区强震活跃期与平静期的某些特征

重点研究了20世纪以来云南4次强震活跃期的酝酿及启动过程，发现地壳内构造能量的多年加速积累是形成云南强震活跃期的必要条件，而月球的运行位置及地表涝旱振荡的加剧又进一步调控着活跃期的时间。在此基础上，建立了一套预测云南强震活跃期的定量判据，并应用于对云南地区下一强震活跃期的实际监视中。     

Some Features of the Variation of the Magnetic Field Characteristics in the Umbra of Sunspots During Flares and Coronal Mass Ejections

The observed variations of the magnetic properties of sunspots during eruptive events (solar flares and coronal mass ejections (CMEs)) are discussed. Variations of the magnetic field characteristics in the umbra of the sunspots of active regions (ARs) recorded during eruptive events on August 2, 2011, March 9, 2012, April 11, 2013, January 7, 2014, and June 18, 2015, are studied. The behavior of the maximum of the total field strength B_max, the minimum inclination angle of the field lines to the radial direction from the center of the Sun α_min (i.e., the inclination angle of the axis of the magnetic tube from the sunspot umbra), and values of these parameters B_mean and α_mean mean within the umbra are analyzed. The main results of our investigation are discussed by the example of the event on August 2, 2011, but, in general, the observed features of the variation of magnetic field properties in AR sunspots are similar for all of the considered eruptive events. It is shown that, after the flare onset in six AR sunspots on August 2, 2011, the behavior of the specified magnetic field parameters changes in comparison with that observed before the flare onset.     

PGV/PGA和PGD/PGA随震级和震中距变化的研究

以太平洋地震工程研究中心(PEER)和强震动观测系统组织委员会(COSMOS)记录的13次地震的486个台站的三分量地震动峰值数据为基础,按照震级和震中距大小将其分类,得到地震动的峰值比PGV/PGA和PGD/PGA与震级和震中距的关系。结果表明:峰值比随着震级的增大而增大,随着震中距的增大也增大。最后给出了峰值比与震级和震中距的衰减关系,以供抗震设计参考使用。     

太湖梅梁湾冬末春初浮游动物时空变化及其环境意义

根据１９９８年２－３月完全原庆湖梅梁湾地区水环境综合调查,对有关浮游动物时空情况进行了分析,这次调查共设７个点,湾口上的Ｊ２,Ｊ４与湾内的Ｊ６,Ｊ７均是分５层采样,共分无风,小风和大风３次天气过程,每次过程采集２到３次样品与记录。结果显示,太湖梅梁湾地区浮游生物中枝角类和桡足类的生物量与水温变化关系密切,水温越高,生物量越高,温度相同时,其生物量与透明度呈正比。     

海原地区黄土的微观结构及地脉动特征分析

1920年8.5级地震诱发了大量的黄土滑坡,对研究黄土地区的滑坡灾害、土层地脉动特征分析具有重要意义。基于高精度电子扫描显微镜（SEM）分析发现海原地震现场表层黄土为架空孔隙弱胶结微观结构,且该黄土是以粉粒为主的低黏性粉土,有震陷和地震滑坡的高风险。基于地脉动测试得到滑坡场地15个地脉动数据,采用傅里叶变换法对苏堡村滑坡土层的脉动特征进行分析,获得地脉动频谱特征曲线。研究表明场地卓越周期建议值为0.126 s,将其划分为坚硬场地,可为该滑坡场地类别划分作为参考,同时发现滑坡体与未滑体的地脉动特征有较大差异,可为海原地震滑坡的脉动特性分析提供依据。     

中强地震前菏泽、郯城地震地电阻率各向异性值变化特征

对山东菏泽和郯城两台站地震地电阻率观测资料进行处理的基础上,研究了地震地电阻率各向异性的前兆异常特征,得出两台站周围300 km内的5级以上地震发生前均存在明显的地震地电阻率各向异性前兆异常,在中强地震发生时其各向异性值基本处于高值附近。对其物理机理进行了初步的探讨。