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．     

近半个世纪以来发生在中国境内十次日食的电离层效应分析

本文总结了发生在中国境内的十次日食电离层效应的观测结果和理论解释,是已发表的讨论日食地磁效应的姊妹篇。从1936年6月19日到1981年7月31日的十次日食跨越了近半个世纪。本文讨论了下述问题:（1）各次日食的f₀E、f₀F₁、f₀F₂的变化;（2）电离层温度变化与暂态现象;（3）日食与E及扩展F层;（4）日食电离层效应与地磁日食效应的比较;（5）对今后开展日食工作的意见。本文主要论述我国学者的九次电离层效应的观测结果,不包括由于抗日战争中断的1941年9月21日的日食电离层效应的观测结果。     

日食电离层效应

本文分析了1987年9月23日日环食期间,我国14个电离层站和1988年3月18日日全食期间两个站的垂测仪和偏振仪记录,并综合50年代以来历次日食电离层效应的观测结果,证实:1.E层和F₁层光食效应明显,F₂层动力学效应显著;2.f₀F₂存在日食日值大于、小于或等于控制日值三种典型情况;3.TEC食变曲线有凹陷和不凹陷两种典型情况,甚至出现日食日值大于控制日值的异常现象. 本文对F₂层和外电离层的动力学特征作了定性讨论,认为:空间等离子体温度急剧下降和沿场扩散是F₂层和外电离层日食效应的最主要因素;而磁赤道上空等离子体的沿场扩散、“喷泉”效应,热层风和全（环）食带方位是影响位于磁赤道异常区各电离层站日食电离层效应的主要因素.     

天再旦与日食

《汲冢纪年》有“懿王元年天再旦于郑”的记载。今日学者大多认为是日食。果真如此,对研究地球自转的长期变化会有重要作用。本文考查了在懿王可能所处的９６６～８９５ＢＣ,７２年中,有可能引起“天再旦”的日食,并从纪时日食的角度对地球自转不均匀引起的世界时改正数ΔＴ数值作了分析和讨论。     

1987年9月23日日环食的电离层波动现象

本文给出了利用高频天波返回散射雷达对1987年9月23日日环食电离层效应的观测结果.分析表明,日食期间在日环食带电离层存在明显的不均匀结构和小尺度的波动,而日食过后在见食电离层区域出现大尺度的波动现象.     

1987年9月23日日环食的电离层波动现象

本文给出了利用高频天波返回散射雷达对1987年9月23日日环食电离层效应的观测结果.分析表明,日食期间在日环食带电离层存在明显的不均匀结构和小尺度的波动,而日食过后在见食电离层区域出现大尺度的波动现象.     

日食对地磁变化的影响

一、日食对地磁日变化的影响1.引言日食对地磁日变化的影响,是地磁学中令人感兴趣的课题之一。二十世纪初,鲍尔(Bauer)和诺德曼(Nordman)等人作了不少工作,但是,他们的观测结果都不能令人信服。查酱曼(Chapman)从理论上指出了日食对地磁场可能的影响,并强调了观测日食的重要性。五十年代以后,日食观测又重新活跃起来,埃格达尔(Egedal)等人研究了1954年6月30日的日食的地磁场效应,日本学者开展这方面的研究工作尤其活跃,卡托(Kato)先后观测了1955年6月20日、1958年10月12日和1962年2月5日的日全     

一次日食电离层效应的CT初步研究

利用电离层CT方法研究了1995年10月24日日全食的电离层效应.文中针对电离层CT重建剖面日变化不连续的情况,提出了一种基于奇异值分解(SVD)技术的时域插值方法.利用该方法提取该次日食所产生的电离层效应,得到日食引起较低高度上的光化学作用减弱以及输运过程改变等电离层效应的图像,发现较低高度上的光化学过程随着日食的结束而得到恢复,而日食对输运过程造成的影响在食甚之后约2h表现得最为强烈.对同时得到的垂直总电子含量(QTEC)的纬度-时间分布图进行分析也得到与此相应的结果.     

电离层电子密度剖面和特征参数对两次日食事件的响应研究

本文利用亚洲和美洲地区多个测高仪台站的观测，并结合三维电离层-热层耦合理论模型进行数值模拟，对2020年6月21日和2017年8月21日两次日食事件期间电离层电子密度剖面的变化特征进行分析，并探讨这两次事件中日食效应的异同及形成机制.分析结果表明，在这两次日食期间，位于电离层低高度的E层和F₁层的电子密度变化与太阳辐射的变化基本同步；且F₁层峰值密度的日食响应幅度大于E层.该结果与以往观测一致，且日食响应无明显的经度变化.进一步地，通过分析观测和模拟结果中电子密度日食衰减效应的高度变化和时延特征，我们发现：(1)观测和模拟结果均表明，食甚时电子密度的最大相对衰减的位置一般不在F₁层峰的位置，而是在其上方约几十公里的高度；模拟结果显示该现象是由日食期间F₁层上方光化学过程与动力学过程共同作用导致；(2)在中纬地区，在F₂层峰附近及以上区域中电离层电子密度最大日食衰减相对太阳辐射变化的时延具有显著的经度变化，其相对衰减在亚洲地区随高度增加而减少，在北美地区随高度无明显变化，与以往报...     

1987年9月23日日环食引起的电离层扰动

本文利用武汉电离层观象台的高频多普勒台阵、TEC台阵和加密频高图等多种观测资料,分析了1987年9月23日发生在我国境内的日环食的电离层效应,简要地讨论了光食过程的电离层变化,着重研究了食后电离层扰动以及这种效应的高度演变和传播特征.结果表明:1.在不同高度上电离层的光化过程的弛豫时间不同,光食效应有明显的高度差异;2.食后出现了电离层行扰,这种扰动的特性随高度变化十分复杂,但不同高度上扰动的水平传播方向都指向日食中心带.这种扰动的激发源不在环食中心带内,它的激发可能与日食时大范围的大气冷却收缩所引起的低层大气运动的不稳定性有关.     

1987年9月23日日环食引起的电离层扰动

本文利用武汉电离层观象台的高频多普勒台阵、TEC台阵和加密频高图等多种观测资料,分析了1987年9月23日发生在我国境内的日环食的电离层效应,简要地讨论了光食过程的电离层变化,着重研究了食后电离层扰动以及这种效应的高度演变和传播特征.结果表明:1.在不同高度上电离层的光化过程的弛豫时间不同,光食效应有明显的高度差异;2.食后出现了电离层行扰,这种扰动的特性随高度变化十分复杂,但不同高度上扰动的水平传播方向都指向日食中心带.这种扰动的激发源不在环食中心带内,它的激发可能与日食时大范围的大气冷却收缩所引起的低层大气运动的不稳定性有关.     

太阳黑子对厄尔尼诺、拉尼娜的影响

本文分析了太阳黑子、日食、厄尔尼诺和拉尼娜现象之间的关系，指明了用太阳黑子和日食情况来预测厄尔尼诺和拉尼娜现象在时间上和强度上，都可有很高准确性，太阳黑子峰值年影响日食形成的厄尔尼诺加强，拉尼娜减弱，谷值年相反。     

大气环境变化对地壳形变观测的影响研究

采用2003~2013年湖北省数字化地壳形变潮汐分钟值资料,利用小波分析方法,对地壳形变观测数据对大气环境变化各影响因素(大气压强、温度、降雨、台风及日食活动)的响应规律进行了研究。结果表明:近地表大气环境因素对形变观测数据的影响频段各不相同。大气压强和温度对形变观测的影响频段主要集中在较低频段(64~128 min);降雨的影响主要集中在0~全日波(0~32 min)范围内,且存在高频、非潮汐成份。而台风在形变观测较高频段上有明显影响,频段分布在1~4 s和2~4 min之间。黄梅台应变观测对2009年日食事件在128~256 min低频段上有响应。     

一九八○年二月十六日日食时瑞丽上空F_2层的变化

本文着重考察了日全食时F_2层的形态,对其形成机制进行了理论探讨。按实测的形态特征可将F_2层分为三个区域,在该三区中光化学与动力学效应的相对作用是不同的。作者认为,日食时电子温度变化引起电离层等离子体的热收缩,是这次日食时F_2层形态形成的主要原因。     

南海北部深海潮汐的季节性变化特征

深海潮汐是深海混合过程的主要能量来源,对深海环流变异和沉积物搬运具有重要的调控作用.文章利用深水锚系观测系统在南海北部2100m水深处开展了近两年的高分辨率海流剖面观测,用于研究深海潮汐的季节性变化特征.通过谱分析显示,南海北部深海潮汐以全日潮为主,且在观测区域的深海中,全日潮和半日潮以垂向第一模态结构为主.斜压全日潮具有显著的季节性变化特征,夏季最强,深度平均的最大动能达86.7cm2s-2,分别是冬季的1.5倍、春秋季的2倍;而斜压半日潮没有明显的季节性变化.通过对比发现斜压全日潮的季节性变化受控于吕宋海峡附近的正压潮.另外,观测期间有三个强中尺度涡经过锚系站位,其中一个气旋式中尺度涡对深海海流影响较小,而另外两个反气旋式中尺度涡经过研究海域时可影响全水深海流,激发强亚惯性流,对深海潮汐产生边缘强化效应,并使深海斜压全日潮冬季的异相成分增强,占全日潮的85%.同时,中尺度涡对深海海水混合的增强弱化了海水层结,导致冬季的斜压全日潮流速减弱,低于夏季.南海北部深海潮汐季节性变化为研究深海盆沉积物在不同时间尺度上的分布及搬运过程提供了重要的动力机制.     

我国500年来大旱大涝与日食的关系

连续四次极地日食或连续三次极地日食加中纬日食形成厄尔尼诺,而两次低纬日食或一次赤道日食即可形成拉尼娜,经此从日食资料和旱涝资料找出了５００年来我国大旱大涝多发生在厄尔居诺、拉尼娜年的规律,并用贝纲德对流花样和大气运动的不连续性说明了它的机制。     

2009年7月22日日全食引起的电离层扰动及其对定位的影响

2009年7月22日发生在亚太地区的日全食,从北半球中纬地区一直延伸到南半球中纬地区.这次日食期间发生的磁暴和日食时间同步,使得电离层变化较为复杂.为了分析日食期间电离层扰动及其对定位的影响,所采用的GPS数据来源于日全食带内的重庆CORS网(4个站)、武汉CORS网(8个站)数据、IGS站WUHN、SHAO的数据,以及日偏食区域内不同纬度处的若干IGS站.通过比较日食前后连续三天的各个地方TEC变化,以及利用高采样率的CORS网数据研究日食期间TEC的瞬时变化,根据位置和时间的不同,各地日食期间TEC下降约(1~4)TECU.但是,磁暴期间TEC的响应整体表现为正相暴,偏离值达50%以上,且和日食食甚后的TEC变化相重合.同时,求解了日食期间伪距单点定位的实时精度和CORS网内中短基线的实时精度,伪距单点定位的平面精度变化不显著,高程精度下降达数十米,日食初期CORS网中基线的平面精度仍在厘米级内,高程精度仍在分米级内,但是,日食后期发生的磁暴导致基线的平面精度下降到分米级,高程精度下降到米级.     

日食、太阳黑子与地球自转对Ei Nio(La Nia)影响与预测

Ei Nio(La Nia)对全球气候变化产生显著影响并造成严重自然灾害,其形成与发生受多因素复杂影响.对其影响因素与事件发生预测的研究,有助于对其成因机制加深理解,减弱其造成的灾害影响.本文运用经验模态分解法(EMD)与动力力学预测模型等数学方法,对近60年地球自转、日食、太阳黑子等因素与Ei Nio(La Nia)事件相关性进行多尺度分析,探讨日食对Ei Nio(La Nia)热动力诱因,构建日食、太阳黑子、地球自转与Ei Nio(La Nia)事件间相关系数与预测定理(E1-E2),并对未来10年Ei Nio(La Nia)事件进行预测.研究结果表明:日食、太阳黑子、地球自转等现象与Ei Nio、La Nia事件具有密切相关性,是其发生重要影响因素.日食发生对Ei Nio(La Nia)事件具有热动力诱因,太阳黑子峰值年与Ei Nio事件发生有较好关联性,地球自转速率增加,诱发或增强La Nia事件,地球自转速率降低时,诱发或增强Ei Nio事件.通过构建日食、太阳黑子、地球自转与Ei Nio(La Nia)事件间相关系数与预测定理(E1-E2)进行Ei Nio(La Nia)事件的资料验证与预测,准确率达86.05%,得到预测结论:2016、2018、2019、2020、2023年发生Ei Nio事件,2017、2021、2024年发生La Nia事件.     

近地表大气环境变化对地壳形变观测的影响研究

近地表大气环境变化主要包括近地表气象因素（大气压强、温度、降雨）变化及台风、日食活动等。利用小波分析方法对2003—2013年湖北省数字化地壳形变潮汐分钟值资料进行处理后发现,近地表大气环境因素对形变观测数据具有不同频段上的特征变化影响。大气压强和温度对形变观测的响应频段主要集中在较低频段（64—128分钟）;降雨的影响主要集中在0-全日波（0—32分钟）范围内且存在高频、非潮汐成份。而台风在较高频段上有明显响应,频段分布在1—4秒和2—4分钟之间。黄梅台应变观测对2009年日食事件在128—256分钟低频段上有响应。     

日全食和地球物理

<正> 八十年代第一个春节,在云贵境内出现了日全食,这是本世纪内发生在我国的最后一次日全食。 日食不仅是天文学,特别是太阳物理工作者所关心的重大事件,而且也是地球物理、空间科学等的重要研究对象。长期以来,地球物理科学工作者利用地磁场短期变化和磁暴现象,曾预测有高空电离层和磁层的存在,并有效地区分太阳波辐射和粒子辐射。延续至今,诸如太阳风、M区和冕洞、行星际磁场扇形结构等等,均为众所关心的科学课题。