太阳耀斑期间电离层效应的观测分析

一、一般情况 1989年7月31日到9月9目,在新乡、临潼和乌鲁木齐三点对VLF Omega信号相位变化进行了同时接收。与此同时,乌鲁木齐天文站的太阳色球观测和乌鲁木齐电离层垂测站的电离层探测也同时进行。在这期间,三个VLF信号观测点上同时有记录的太阳活动事件有36次。其中最大的发生在8月15日、16日和17日。特别是8月16日的太阳耀斑造成电离层垂测站的频高图近四个小时内没有回波。     

2001年4月2日太阳耀斑及其太阳质子事件的观测结果研究

2001年4月2日, 太阳爆发了一个近年来X射线通量最大的一次耀斑并伴有质子事件, 利用“资源一号”卫星星内粒子探测器和神舟二号飞船X射线探测器的观测资料, 对这一事件的高能粒子响应进行了特例研究. “资源一号”卫星运行于太阳同步轨道, 高度约800km, 和宁静时期的统计结果对比, 这次耀斑后, 星内粒子探测器在地球极盖区（地球开磁场区）观测到耀斑粒子的出现, 这是宁静时期没有的; 神舟二号飞船轨道高度400km, 倾角为42°, X射线探测器在42°中高纬地区也观测到高能电子通量比宁静时明显的增加, 这表明, 太阳耀斑引起的近地空间辐射环境的变化遍及纬度约40°以上的区域, 甚至在40°N附近400 km左右的高度上仍然有响应. 但是, 中高纬度、极光带和极盖区的粒子来源, 加速机制和响应方式却不一定相同, 需要分别讨论. 资料分析和对比还表明, 质子事件的强度并不一定和耀斑的X射线通量成正比, 因此, 近地空间高能粒子对耀斑的响应也不是完全决定于X射线强度.     

根据低频天波的SPA效应计算太阳耀斑期间1—8X射线的通量

一、引言 电离层扰动观测是监视太阳耀斑活动的重要手段之一,其中D层的响应更为灵敏。这主要是由于太阳耀斑期间,发射大量的X射线,有时比平时增加几个数量级,它们以光速向地面传播,并很快造成向阳面D层的强烈附加电离,从而引起电离层高频吸收异常     

根据低频天波的SPA效应计算太阳耀斑期间1-8X射线的通量

一、引言 电离层扰动观测是监视太阳耀斑活动的重要手段之一,其中D层的响应更为灵敏。这主要是由于太阳耀斑期间,发射大量的X射线,有时比平时增加几个数量级,它们以光速向地面传播,并很快造成向阳面D层的强烈附加电离,从而引起电离层高频吸收异常     

利用甚低频信号相位变化特性判断X射线耀斑类型的研究

甚低频(Very Low Frequency,VLF)信号在地面-电离层波导中传播,当太阳耀斑爆发时日地空间中X射线通量增大,使电离层电子密度分布受到影响,进而导致地面-电离层波导状态发生改变,造成接收到的VLF信号出现异常.本研究利用位于河南省新乡市的VLF信号接收站,对俄罗斯Alpha导航系统发射的VLF信号进行长期的监测和观察后,发现X射线耀斑爆发引起VLF信号相位产生缓变型和急始型两种类型响应.与美国气象卫星(GOES)观测的耀斑数据进行对比,发现VLF信号相位产生两种类型响应与耀斑到达峰值所用时长在耀斑持续时长中的占比有关,缓变型相位对应的耀斑到达峰值时长在耀斑持续时长中占比通常在30%~40%之间,急始型则不高于30%.研究X射线耀斑与VLF信号相位响应之间的对应关系,对进一步研究VLF信号传播及不同类型X射线耀斑的成因有积极的推动作用.

     

JJI甚低频台站信号对太阳耀斑事件的响应特性

太阳耀斑发生时,日地空间的X射线通量会随之增大,进而影响到地球电离层的电子密度分布,导致地球-电离层波导状态发生改变,因此接收到的甚低频（VLF,Very Low Frequency）信号会表现出对应的扰动现象.2017年9月8日,位于湖北省内武汉和随州两站点的VLF接收机分别监测到与X射线太阳耀斑相关的来自日本宫崎县（130°49'E,32°04'N）的JJI甚低频台站信号（22.2 kHz）的振幅异常事件.分析当日的数据发现JJI信号的振幅对不同的太阳耀斑出现不同的响应类型,而且对于同一个耀斑,两地的信号响应类型不尽相同.通过统计2017—2019年间与太阳耀斑相关的JJI信号振幅扰动事件,发现两接收站点的JJI信号响应类型都与耀斑强度及其发生时间存在一定的关系,且呈现出四种响应类型,即两次上升下降型、先上升后下降型、下降型和上升型,但是四种响应类型的事件占比不同.拟合结果表明信号的扰动幅度与X射线通量的积分成正相关,但是两站点的线性拟合斜率存在差异.JJI信号到武汉和随州均属于近似沿纬度方向的短距离传播,且两接收站点相距较近,因此两传播路径大致相似.研究两路径上JJI信号对太阳耀斑响应的差异性有助于理解VLF信号的传播以及探索其在太阳活动监测方面的应用.

     

CME和太阳耀斑现象

在本文里, 我们对ＣＭＥ 和太阳耀斑现象的各种相互关系进行了讨论希望本文的内容能够引起天文、空间物理和地球物理等人员的兴趣, 促进ＣＭＥ的综合研究     

太阳质子事件、双带耀斑及日冕物质抛射

本文统计了第２２ 太阳活动周期间（１９９１ ～１９９５ 年） 发生的２５ 个太阳质子事件与太阳耀斑及日冕物质抛射（ＣＭＥ） 事件的关系　　统计结果表明, 所有的太阳质子事件都与耀斑发生相关, 除２ 个质子事件（１９９４１０２０ 和１９９５１０２０ 日发生的太阳质子事件） 与ＣＭＥ发生无关, 其余质子事件也都与ＣＭＥ 相关　　值得注意的是, 与质子事件相关的耀斑有１６ 个是双带耀斑, 其中包括与ＣＭＥ无关的２ 个事件的耀斑, 占总数的６４ ％ 　　上述统计结果证实了无论是太阳耀斑, 还是物质抛射, 它们对太阳质子事件的发生同样起着非常重要的作用     

风云二号F星太阳X射线探测器在轨探测初步成果

风云二号系列卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,太阳X射线探测器是该系列卫星的重要有效载荷,监测太阳耀斑爆发过程,并对太阳质子事件等灾害性的空间天气事件进行预警.卫星自旋一周,该探测器完成一次全日面观测,记录太阳X射线的能谱与流量.2012年初,太阳活动进入第24周峰年,风云二号卫星太阳X射线探测器的在轨运行取得了良好的观测结果.相比于过去的太阳X射线探测器,风云二号F星的太阳X射线探测器应用了硅漂移探测(Silicon Drift Detector,SDD)技术,对GEO轨道海量的高能带电粒子采取了有效的屏蔽措施,可以对更"软"的X射线进行观测,能谱分辨率本领达到国际先进水平,对太阳耀斑的量化定级精度更高,在轨初步观测结果表明,精确的能谱探测能力可提高太阳质子事件预警能力,能道响应的时间特性比过去的探测数据更准确地反映了太阳耀斑的加热过程和带电粒子加速特性.本文介绍了风云二号F星太阳X射线探测器的设计及其发射前的标定试验结果,并且对发射后在轨运行获得的初步探测成果进行分析和讨论.     

太阳耀斑与磁暴的关系

一、引言自海尔（G.E.Hale）提出太阳耀斑活动的特性为日地关系的重要关鍵这一問題后,近30年来天文学家、地球物理学家对于耀斑所引起的一系列的現象,进行了許多研究工作。爱立生（M.A.Ellison）曾将研究太阳耀斑本身及其所引起的地球物理現象等工作,就其性貭綜合为九个方面.其中联系到地磁方面的为与耀斑几乎同时发生的紫外綫輻射所引起的“鈎扰”,和由于耀斑发射出来的微粒子流在1—2天以后达到地球而引起的“磁暴”.     

太阳质子事件期间内辐射带质子通量的变化

本文介绍风云一号（B）卫星上的宇宙线成份监测器,在1991年1月30日及31目的耀斑期间及其前后几天,对能量在4-23MeV内的内辐射带质子通量的观测结果,并对这些结果做了详细的分析.结果表明,在这两次耀斑及其所产生的太阳质子事件期间,内辐射带质子通量有显著的变化:在磁漂移壳参量L≥1.64的空间,质子通量显著增强,增幅在40％-200％之间;在L=1.30-1.60的空间,质子通量的增强也较为明显,增幅在20％以上;总的变化趋势是,L越大的地方,质子通量的增强就越显著.质子事件之后,内辐射带质子通量又逐渐回复到质子事件之前平衡结构时的水平.     

太阳质子事件期间内辐射带质子通量的变化

本文介绍风云一号（B）卫星上的宇宙线成份监测器,在1991年1月30日及31目的耀斑期间及其前后几天,对能量在4—23MeV内的内辐射带质子通量的观测结果,并对这些结果做了详细的分析.结果表明,在这两次耀斑及其所产生的太阳质子事件期间,内辐射带质子通量有显著的变化:在磁漂移壳参量L≥1.64的空间,质子通量显著增强,增幅在40％—200％之间;在L=1.30—1.60的空间,质子通量的增强也较为明显,增幅在20％以上;总的变化趋势是,L越大的地方,质子通量的增强就越显著.质子事件之后,内辐射带质子通量又逐渐回复到质子事件之前平衡结构时的水平.     

太阳宇宙线高能电子能谱的形成

提出了一个太阳脉冲和经变耀斑中高能太阳宇宙线电子能谱的形成模型，探讨了高能电子通过日冕捕获区的库仑损失、轫致辐射和同步辐射等物理过程，首次研究了日冕等离子体尾场对太阳宇宙线电子的加速及其能谱的形成．所得结果和观测谱能很好地符合，从而较合理地阐明了脉冲耀斑和经变耀斑两类太阳宇宙线高能电子谱的结构．     

太阳活动,El Nino对北京地区降雨的影响及预测

本文通过对北京地区１９００年以来雨量,气温与太阳活动,厄尔尼诺的相关处理分析,得出一种预测北京地区年雨量的数学模型,已准确预测了１９９６,１９９７年的年雨量,对１９９８年预测为７５０ｍｍ～８００ｍｍ。     

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hmF2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hmF2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．     

太阳宇宙线高能电子能谱的形成

提出了一个太阳脉冲和经变耀斑中高能太阳宇宙线电子能谱的形成模型,探讨了高能电子通过日冕捕获区的库仑损失、轫致辐射和同步辐射等物理过程,首次研究了日冕等离子体尾场对太阳宇宙线电子的加速及其能谱的形成．所得结果和观测谱能很好地符合,从而较合理地阐明了脉冲耀斑和经变耀斑两类太阳宇宙线高能电子谱的结构．     

地磁暴与电离层骚扰的关系

一、引言 太阳活动区喷发出的粒子流引起太阳风对地球磁场和电离层作用,从而发生地磁暴和电离层骚扰,所以它们的发生是与太阳活动有着密切的关系。但是,在地磁暴期间常常伴随着电离层F_2层骚扰,即峰值电子密度相对于中值有大的减少或增加。     

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.