极区电离层TEC监测和发布系统

极区是研究各种高空大气物理现象和日地关系的理想场所,通过GPS获取的电离层TEC信息具有高精度、全天候、大范围等优势,所以利用GPS研究极区电离层有重要意义。本文所设计的极区电离层信息监测和发布系统,包含数据回传、数据处理、数据发布三个部分。数据回传包括卫星网络回传和格式转换。数据处理是利用每天回传的GPS双频数据,解算单站VTEC,解决了硬件延迟的求解问题,并用二次建模获得测站上空的VTEC,计算结果表明该方法能较好地给出电离层TEC的大小及变化规律。数据发布是通过中国极地科学考察管理信息系统提供实时的查询服务。     

基于深度学习的SuperDARN雷达极区电离层跨极盖电场模型构建

通过超级双子极光雷达网(SuperDARN)获得的跨极盖电势计算了极区电离层对流电场.利用2014年的极区电离层对流电场数据为基础,引入对流电场的历史数据,分别基于多元线性回归算法和后向传播神经网络算法构建电离层电场模型.利用独立的数据集,验证了两种模型的准确性和稳定性.结果表明,模型值与测量值的均方根误差在2.0～3...     

极区极夜期间E层占优电离层的分布特征

E层占优电离层是指E层的峰值电子密度大于F层的峰值电子密度（N_mE>N_mF）时的电离层,记为ELDI（E-Layer Dominated Ionosphere）。针对ELDI,利用2007-2010年的COSMIC (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate satellite)掩星数据,在修正地磁纬度-磁地方时标系下统计分析了它在南北极区极夜期间（南北半球的冬至日前后30天）的分布特征,结果表明极夜期间电离层ELDI特征明显,其分布与极光椭圆位形基本一致,而且其在夜侧的发生率较高,特别是磁子夜之后,北极为70%左右,而南极为90%左右;另外南极的ELDI特征在磁纬度分布上要略宽于北极的分布范围。在ELDI高发区,电离层峰值电子密度要高于其两侧地区,特别是在夜侧,尤其是磁子夜前的峰值电子密度要接近甚至大于磁正午的峰值电子密度,在南极地区格外明显;而且ELDI高发区内的E层的电子含量（TECE）、电离层总电子含量（TECI）及TECE占TECI的比重（TECEI）都高于其两侧地区,北极TECE和TECI大于南极,而TECEI则是南极大于北极。这些现象主要是由于极夜期间极区高能粒子沉降引起底部电离层电离率增大所致;同时,由于地磁轴偏离地理轴的程度在南极要大于北极,使得极夜期间南极地区的电离层的电子密度,特别是在F层要相应地小于北极地区,从而导致了极夜期间南北半球极区电离层ELDI特征之间差异。     

GNSS广播电离层模型在极区的改正效果分析

电离层时延为GPS测量中最棘手、最严重的误差源,而极区结构复杂波动较大,电离层延迟极大影响了GPS测量精度,故在极区选取一个简单有效的电离层模型极为重要。将GPS及BDS采用的不同Klobuchar模型以及Ne Quick模型计算的极区总电子含量,以欧洲定轨中心提供的GIM模型电离层产品作为参考标准,研究三种广播电离层模型在北极地区的均方根和模型改正率。选取了2009—2013年共计5年的时间数据进行分析。结果表明,纬度在57.5°以上地区电离层改正GPS系统采用的Klobuchar模型基本不适用,但改正效果依然优于BDS,而Ne Quick模型改正效果弱于中低纬度,改正率整体在40%左右。     

极区电离层NmF2观测与国际参考电离层对比研究

利用南北极极隙区与极光带纬度3个台站对电离层F₂层峰值电子密度(N_mF₂)长达1个太阳活动周的观测数据,对国际参考电离层IRI-2016模型在极区的适用性进行系统的定量研究。结果表明,在极光带纬度的北极Troms?站,IRI预测与观测符合最好,大部分季节相对误差在40%以内,在太阳活动高年略好于太阳活动低年。在极隙区纬度的南极中山站和Longyearbyen站,IRI预测精度在太阳活动低年高于太阳活动高年。在中山站和北极Longyearbyen站仅个别月份相对误差在20%以内,大部分月份相对误差超过40%,冬季相对误差接近100%,特别是Longyearbyen站,在太阳活动高年冬季相对误差超过100%。从季节上看,3个台站都是冬季符合最差,夏季符合最好。IRI-2016模型对极区电离层进行预测时,难以如实反映极区等离子体对流和能量粒子沉降等极区特有的物理过程对极区电离层N_mF₂的影响。     

磁暴期间南极South Pole站和McMurdo站电离层闪烁与GPS TEC时空变化相关性研究

目前,对电离层闪烁特性的研究大多集中在低纬度地区,而在极区,特别是在南极地区,由于测量数据稀少,所以研究十分有限。借助安装在南极South Pole站和Mc Murdo站的GPS闪烁监测仪,获取到实测的电离层闪烁数据,同时结合IGS网站提供的同址GPS观测数据,分析了2011年9月24—25日磁暴发生前,9月26日磁暴发生时以及9月27日磁暴发生后GPS L波段信号电离层相位闪烁和GPS TEC时空变化特征。分析显示,这次磁暴对电离层的一个重要的影响是在电离层扰动剧烈期间,相位闪烁活动及其强度在时间和空间分布上都显著增强。研究结果发现,在强电离层闪烁期间,实测的相位闪烁指数σ_Φ与由GPS观测数据推算的TEC变化率指数(ROTI)的变化非常相似,两者之间呈现出良好的相关性。从而证明,在如南极等缺乏独立电离层闪烁观测值的地区,GPS ROTI可以作为表征电离层闪烁的重要可选参数,进而可以借助全球分布的GPS观测数据来分析和研究电离层闪烁特性。     

太阳耀斑与粒子沉降对极区低电离层的影响

在南极中山站利用甚低频传播手段观测太阳耀斑爆发及极区粒子沉降对低电离层的影响。在一个月的时间里共观测到 6 0次太阳耀斑爆发事件 ,其中最大的一次耀斑爆发引起低电离层等效反射高度下降 8.7公里 ,X射线 (1 - 8A)峰值流量为 3 .5× 1 0 - 2尔格 /(厘米 2·秒 ) ,造成中山站至北京的短波通讯中断 1小时。在这次耀斑爆发 5 8小时以后 ,又观测到在南极地区有粒子沉降事件 ,并引起低电离层等效高度下降 3 .3公里。     

基于DPS和GPS的南极中山站电离层TEC比较研究

基于南极中山站数字式电离层测高仪DPS-4D和GPS-TEC电离层闪烁监测仪的观测数据,比较研究了两者在2013年所得电离层总电子含量(TEC)随太阳辐射和地磁活动的日变化和季节变化特征。比较结果表明,南极中山站上空电离层TEC存在明显的极区电离层变化特性,这种变化特性大体与太阳辐射成正相关关系,而与地磁活动成负相关。尽管电离层TEC变化具有明显的晨昏不对称性,但都能有效地被DPS-4D和GPS TEC监测仪的数据计算获得,且两者相关系数达到0.86。结合中山站所处的极区电离层位置,考虑太阳辐射电离和地磁活动影响下的极区电离层对流以及中性大气成分改变,初步分析了DPS和GPS所得TEC结果有所差异的原因。     

辽宁省建筑业与经济增长关系的实证分析

建筑业是国民经济和社会发展的基础产业,为衡量一个国家和地区工业化水平的重要标志之一。近年来,中国建筑业占国民生产总值的比重一直保持在6%左右,且有逐年增长的趋势。在宏观分析全国建筑业发展现状的基础上,着重分析辽宁省建筑业发展的现状和走向,然后采用逐步回归分析方法和回归模型对辽宁省2001～2009年建筑业与经济增长的关系进行实证研究。认为辽宁省建筑业与经济增长的依存关系显著,即建筑业每增加1元可以带动全省GDP增长5.809元,然后从振兴辽宁老工业基地和全省"十二五"发展规划、建筑业的支柱产业地位、完善市场运行体制及拓宽建筑业发展空间等几个方面,提出辽宁省建筑业可持续发展的政策建议。     

基于Android和iOS的极地移动信息平台设计与开发

以智能手机为载体的移动互联网迅速发展,其中Android(安卓)和i OS(苹果移动操作系统)占绝大多数。本文以Android和i OS为开发平台,设计实现了中国南北极考察数据浏览与互动的移动信息平台——掌上两极。该平台已通过专家评审并在苹果应用商店和安卓市场正式发布,为极地管理部门、科研人员和社会公众便捷、快速获取极地相关信息提供了新的通道。     

基于South Pole站和McMurdo站的极区电离层闪烁统计特性

利用South Pole和Mc Murdo两站2013年12月至2014年11月期间的电离层相位闪烁数据,统计分析了两站电离层相位闪烁发生率的周日分布和季节分布。统计结果表明,两站的相位闪烁发生率在季节分布上,春秋季明显大于夏冬季;在周日分布上呈双峰结构。在磁中午附近和磁子夜后有较大的闪烁发生率。磁中午附近是因为极隙区的软电子沉降和电离层对流导致的电离层不均匀性,造成较强的无线电波闪烁;磁子夜附近闪烁增强可能是穿越极盖区的等离子体云破碎造成较大密度梯度导致。总体上说,Mc Murdo站的闪烁发生率高于South Pole站,这可能是因为它们所处的磁纬不同所致。     

ETM+卫星影像极地云层检测及分析

云一直是遥感图像预处理和分析中的一大难点,本文在分析南极地区成像特点的基础上,试图利用增强型主题成像传感器(ETM+)获取影像的多波段特点,对南极格罗夫山地区ETM+卫星影像进行云的检测。结果表明,该方法不仅能比较成功地检测极地云层像元,而且能有效地去除部分厚云的影响。     

极地海洋边界层花粉初步研究

在中国第22次南极考察过程中,采用大容量悬浮颗粒采样器收集了雪龙船航线海洋边界层气溶胶样品。对采自热带、温带和南极的典型样品进行了花粉种类鉴定,并讨论了花粉的组成及分布特征。在此基础上,结合HYSPLIT大气输送和扩散模型,探讨了花粉的来源及其传输路径。     

国际南北极地区文献数据库的检索方法与极地文献统计分析

通过分析南北极地区文献数据库 ( AAR CD- ROM) ,极地文献数量、极地主要学科文献数量、极地冰川学科及其分支的文献数量在不同时期的发展变化情况 ,得出的主要结论有 :自 1 70 3年有第一篇极地文献到 1 90 0年间 ,极地文献数量不多 ,1 90 0年左右时间的文献量有一个增量 ,从1 957～ 1 958年的国际地球物理年以来 ,南极研究得到很大发展 ,北极研究则是在 1 970年以来有更大的发展 ,这样的发展势头继续保持着 ;极地研究的有大量的极地冰川文献 ,其次是极地海洋、极地地质、极地生物等学科文献 ;南极地区学科侧重点有天文、大气、地质、生物等学科 ,北极地区侧重在海洋、资源、环境等学科 ;南极研究中发展最快的学科有环境科学、信息科学 ,在北极地区 ,环境科学、生物科学、信息科学和医学的发展较为迅速 ;极地冰川学科与其它学科产生交叉研究 ,出现了一些新的分支 ,学科交叉发展和分支现象在极地的其它极地学科领域也普遍存在 ,也是极地学科发展变化的趋势之一。     

极地记录冰川和达尔克冰川流速的遥感监测研究

测定南极冰川的流速 ,对于研究南极冰雪物质平衡、南极环境变化及其对全球环境的影响有重大意义。本文论述了利用多时相卫星遥感影像监测冰川变化的原理和方法 ,通过对英格里特 .克里斯泰森海岸不同时期的遥感影像进行几何纠正和配准及叠加处理 ,测量和计算出极地记录冰川和达尔克冰川的平均流速 ,并对它们的变化特点进行了初步的分析和评价。     

南极乔治王岛三种地衣体元素组成及其分布的测定分析

将南极生长的南极石萝（ＵｓｎｅａａｎｔａｒｃｔｉｃａＤｕＲｉｅｔｚ）、蔟花石萝（Ｕｓｎｅａａｕｒａｎｔｉａｃｏ－ａｔｒａ（Ｊａｃｑ．）Ｂｏｒｙ．）和石蕊（Ｃｌａｄｏｎｉａｓｐ．）三种地衣分别对上部、中部和基部三部分作横切,用扫描电镜和能谱仪观察和测定各部位的表、间、中央各层的元素组成和相对含量,结果发现三种地衣体的组成元素基本相同;各部位的Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ四种元素的相对含量较高,Ｐ的相对含量相近;三种地衣体不同的部位、不同层的元素相对含量均不相同。研究结果对进一步探讨地衣体的结构和生理特点以及分析南极的地质环境均有重要意义