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。     

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。     

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     

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   

1989年8月太阳耀斑活动对北京上空电离层的效应

1989年8月太阳耀班活动期间,利用电离层数字探测仪DGS—256进行了联测。根据对频高图记录的分析,本文给出了耀斑活动对北京上空电离层的即时效应、引起的     

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。     

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     

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     

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、     

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。     

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。     

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。     

太阳活动的节律及大耀斑期的预测(英文)

1、太阳活动的节律:太阳活动遵循着一定的节律,表现为一个大周期里包含着间距不等的三个小周期,大周期平均长度为73±2.9(天),小周期的分别为平均为15、22、36、(天),综合指数平均峰(谷)值分别为3.2、(2.2)、2.8、(1.8)、3.1、(1.2)。表现出“强—弱—强—弱—强—弱弱”的节律,调制着耀斑的爆发。 2、大耀斑期的节律:大耀斑(≥X_(0.1)/2F级的耀斑和质子)的时间分布是不均匀的。1988年1月至1989年1月期间的大耀斑分别集中在9个时段,分布也显示出明显的节律周期。即两个相近的耀斑期后有一个较长的间歇期。两个耀斑期和两个间歇期组成一个耀斑节律周期,平均为93±7.8(天)。节律期内的耀斑期和间歇期平均长为:12天(耀斑期)—19天(间歇期)—14天(耀斑期)—48天(间歇期)。显示“强—弱—强—弱弱”的节律。 3、大耀斑的Carrington经度分布:大耀斑节律周期由活动区在日面上分布不均匀引起的。1988年的大耀斑96％分布在90°—160°和250°—10°两个经度带上。它们和上述节律周期共同调制着大耀斑的爆发。 4、对未来一年大耀斑期的预测:(1)1989年3月7日—20日;(2)1989年4月14日—26日;(3)1989年6月9日—23日;(4)1989年9月13日—26日;(5)1989年10月18日—28日;(6)1990年1月15日—26日;(7)1990年3月14日—24日;(     

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     

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。     

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。     

云南天文台的太阳预报工作

太阳活动预报或太阳预报是太阳物理学的一个重要的应用课题。其任务是提供对各种太阳活动现象及其直接后果的预测。云南天文台的太阳预报,现在包括质子事件预报和电离层D层突然骚扰预报二个方面。此外,还进行一些有关太阳活动长期预测方面的研究。 太阳除了发出人们熟悉的可见光和红外、紫外辐射以外,还发出无线电辐射,X射     

短波时号异常现象对授时的影响

本文统计分析了1982年—1983年在距 BPM 短波时号台660公里的武汉收录 BPM 时号的资料,表明短波时号异常现象给短波授时带来的不利影响;在 UT13~h,出现传播时延比正常时延大4.80±0.98毫秒的概率为25.9%,同时表明该现象的出现与电离层的季节性变化,昼夜变化以及太阳活动周的变化相关。[1]参考陈洪卿:“短波时号异常现象的初步研究”《科学通讯报》第27卷1982年14期。     

太阳活动对中国中纬度地区8级大地震的可能触发

研究了发生在中国中纬地区(20°~40)°Ms≥8的大地震与太阳活动的关系,发现地震的发生时间多处在太阳活动周的降段至谷段,并且具有统计意义,显示出太阳活动和地震活动的相关联性。联想到中纬度地区洪水与太阳活动负相关,即在太阳活动低年,降雨充沛,甚至发生水灾。作者认为大雨引起的地下水位上升,岩石被水浸泡后,耐剪强度下降,从而使已孕育的大地震容易触发。     

东亚地磁台链的建设

为了研究太阳活动第22周峰年的日地整体行为和地磁与高空物理现象,近些年来,我所建立了几个新的地磁台。如在中国境内的漠河、北京(十三陵)和三亚(临时)地磁台。这些台站加上东经120°E附近的国家地震局所属的一些老台,形成了东