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     

太阳X射线爆发与低电离层突然骚扰

本文分析了1981年1月至5月期间记录的低电离层突然骚扰(SID)和太阳X射线爆发数据发现:1.几乎所有的研究情况,每一个低电离层的突然骚扰都是太阳X射线爆发引起的。且SID与太阳X射线爆发之间有着相同的开始和极值时间;2.能够引起低电离层产生较明显的SID的太阳X射线爆发的峰值流量下限对于0.5～4A频段是约4×10~(-3)w/m~2,对1～8A频段是2×10~(-6)w/m~2;3.相关分析表明,太阳X射线爆发的流量变化量与低频记录的突然相位异常(SPA)的变化量之间有好的相关性。根据这个初步的研究有可能利用低频SPA的监测来较好地检测太阳X射线爆发。     

GPS实时监测和预报电离层电子含量

GPS能高精度地实时监测电离层总电子含量(TEC)变化，对纠正单频GPS接收机电离层延迟和监测电离层活动及其所反映的太阳活动规律具有重要意义．上海地区GPS综合应用网的建立，为监测长江三角洲地区电离层变化提供了宝贵的资料，利用这些双频GPS接收机的连续观测资料，可近实时地监测和预报该地区电离层总电子含量，其内外符精度和外推预报30分钟的精度均优于0.4m．     

电离层突然骚扰与黑子群磁结构的关系

本文用统计方法分析了1959—1960年的黑子群和电离层突然骚扰(SID)资料。发现黑子群磁极弥散度q和骚扰活动指数间的良好关系。这个统计关系可用来估计黑子群几天内的骚扰活动。     

电离层D层突然骚扰与太阳耀斑微波射电爆发的关系

本文对相位异常(SPA)与太阳耀斑微波射电爆发之间的关系作了分析,分析结果表明3-8cm的射电爆发与SPA事件的对应关系最好。就爆发类型而言,复杂型爆发伴随SPA事件的几率最大。此外,对于射电爆发的定量关系以及阈值等方面也作了分析和讨论,本工作的结果表明了射电微波爆发与X射线爆发之间的一定的内在的联系,并且还表明,由射电爆发对电离层作骚扰预报、特别是警报是比较可取的途径。     

电离层D层对太阳爆发响应的研究

本文对于电离层D层对太阳爆发响应的某些方面,如电子产生率、电子密度结构及有效复合系数的变化进行了研究,并取得了一些有益的结果。     

在卫星授时中电离层误差实时改正的双极化方法

在卫星定位与授时中，电离层折射误差的影响是十分重要的．目前采用的主要改正方法是双频法，还有电离层模型法．双频法要求卫星发射两个工作频率，而电离层模型法的偏差又较大，这对于使用单频接收机的用户来讲，电离层折射改正就成为一个严重问题，笔者提出的双极化法正好可以解决单频接收机所遇到的问题．双极化法是基于电离层的双折射特性．一个线极化波在电离层中传播时被分裂成两个圆极化波，即左旋圆极化波和右旋圆极化波传播，左旋与右旋圆极化波在电离层中传播的速度不同，则到达接收点的时间也就不同，通过测量两个圆极化波到达接收点的传播时廷差，即可确定电离层折射误差的改正量．     

GIM在LEO卫星单频GPS定轨中的应用

电离层延迟误差是单频GPS(Global Positioning System)数据最主要的误差源,为提高基于单频GPS数据的LEO(Low Earth Orbiting)卫星定轨精度,必须消除/减弱GPS观测数据中电离层延迟影响.研究了全球电离层模型GIM(Global IonosphericMaps)在基于单频GPS伪距数据的低轨卫星运动学和动力学定轨中的应用,并通过估算电离层尺度因子的方法消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响.由于LEO卫星星载GPS信号受电离层延迟影响与卫星轨道高度相关,选取了轨道高度在300～800 km的CHAMP(CHAllenging Mini-satellite Payload)、GRACE(Gravity Recovery AndClimate Experiment)、TerraSAR-X及SAC-C等LEO卫星C/A码伪距观测量作为试算数据.CHAMP等卫星实测数据计算结果表明:以JPL(Jet Propulsion Laboratory)发布的GIM模型作为背景模型,通过电离层比例因子法能很好地消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响,提高LEO卫星运动学和动力学定轨精度,其中,CHAMP卫星轨道最低,受电离层延迟影响最严重,定轨精度提高最显著,分别为55.6%和47.6%;SAC-C卫星轨道高度最高,受电离层延迟影响最小,相应的定轨精度提高幅度也最低,分别为47.8%和38.2%.     

AR5395活动区的太阳-地球效应

1989年3月太阳上出现的活动区5395产生了一系列的大耀斑,向行星际空间注入了大量的等离子体和高能粒子辐射,以及各种波长的电磁辐射,引起了一系列的地球物理效应。如磁层受到巨大扰动,出现了罕见的地磁暴,导致地球上一些地区供电系统出现异常甚至被损坏;电离层被骚扰,使通讯遭到严重干扰和破坏;大气被严重干扰,造     

GPS共视时间比对中的电离层时延改正问题

众所周知，GPS共视是目前国际上主要的时间传递比对技术，其中扣除电离层时延是很重要的一个方面。介绍了如何采用国际GPS服务中心(IGS-International GPS Service)公布的电离总电子含量(TEC-Total Electron Content)图来进行电离层时延改正。结果表明：对于单频GPS接收机，采用TEC图作电离层时延改正后的单站定时和共视比对精度比用理论模型作改正的精度有很大的提高。通过比较还表明，亚太地区的时间实验室之室的时间传递精度比欧美地区的要低，这可能是因为亚太地区用于测量TEC的IGS测站少，因而导致该地区的TEC的精度较低。     

利用地基GPS网高精度实时监测电离层TEC

地基GPS网是监测电离层总电子含量(TEC)的有效手段之一,本文基于上海综合GPS应用网建立了高时空分辨率(0.5h×0.1°×0.1°)的垂直TEC格网模型,用于实时地监测该地区上空电离层TEC变化.该模型每30min给出一幅电离层TEC图,详细地反映了区域电离层分布和变化情况,并可用于实时地改正该地区单频GPS接收机的电离层延迟.     

太阳活动预报与服务

我们都知道,20世纪是科学技术迅猛发展的一个世纪。特别是空间、航天技术和无线通讯技术很惹人瞩目。 随着航天技术和无线通讯技术的发展,人们意识到,空间环境状态的变化影响、制约着这些技术的实验和实施。因而,了解和认识空间环境就显得越来越重要。而空间环境扰动的驱使源是太阳。太阳的X射线爆发会引起地球电离层突然骚扰,因而影响甚至中断短波无线电通讯,而且对长波通讯也有影响;太阳大耀斑发射的强高能带电粒子流到达地球附近,会引起近地空间(卫星轨道附近)的强烈扰动,威胁人造卫星,卫星     

GPS/LEO掩星方法中的电离层延迟量对太阳射电辐射流量的响应

对无线电信号在电离层中的传播路径进行了数值模拟;针对掩星观测中的五组实际卫星轨道数据(包括GPS和LEO卫星),给出了在太阳射电辐射流量(FLUX)分别为0,70,160和240等几种情况下的电离层延迟量对10.7cm波长的太阳辐射流量的响应结果;这分别对应着无太阳辐射、太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形。从中可以发现,掩星观测中电离层延迟量对10.7cm波长的太阳射电辐射流量的响应表现为如下特性:电离层延迟同参数FLUX的大小有明显的对应关系,即FLUX越大,则掩星观测中的电离层延迟越大;对于上升掩星情况而言,掩星观测中电离层延迟量起先逐渐增加,然后达到某一峰值,其后逐渐下降;在掩星观测的初期和中期,太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形之间的电离层延迟量差异都较为显著,而在掩星观测的后期,几种情形相互间电离层延迟量的差异都比较小。     

GPS／LEO掩星方法中的电离层延迟量对太阳射电辐射流量的响应

对无线电信号在电离层中的传播路径进行了数值模拟；针对掩星观测中的五组实际卫星轨道数据(包括GPS和LEO卫星)，给出了在太阳射电辐射流量(FLUX)分别为0，70，160和240等几种情况下的电离层延迟量对10．7cm波长的太阳辐射流量的响应结果；这分别对应着无太阳辐射、太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形。从中可以发现，掩星观测中电离层延迟量对10．7cm波长的太阳射电辐射流量的响应表现为如下特性：电离层延迟同参数FLUX的大小有明显的对应关系，即FLUX越大，则掩星观测中的电离层延迟越大；对于上升掩星情况而言，掩星观测中电离层延迟量起先逐渐增加，然后达到某一峰值，其后逐渐下降；在掩星观测的初期和中期，太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形之间的电离层延迟量差异都较为显著，而在掩星观测的后期，几种情形相互间电离层延迟量的差异都比较小。     

太阳X射线爆发对长波定时与校频的影响

太阳X射线爆发引起电离层D区的突然扰动(SID),直接影响低频天波信号的传播。本文给出了由SID所引起的低频灭波信号幅度与相位突然异常的部分观测结果,分析了对利用天波甚至可能对利用地波定时、校频产生的影响,并提出了减小这种影响的方法。     

电离层TEC对GRB041227的响应

2004年12月27日世界时21时30分,一个非常强的γ射线暴扫过地球,它使得暴露在这次事件中的地球高层大气产生额外电离.在爆发期间,地球上多个甚低频(VLF)电波台站都同时观测到了电离层突然骚扰(SID)事件.对GOES卫星的X射线数据、ACE卫星的太阳风和行星际数据以及理论分析表明,地球上观测到的SID事件是由GRB041227引起的.另外,利用国际GPS服务网(IGS)提供的观测数据,采用相干求和的数据处理方法研究了电离层总电子含量(TEC)对这次γ射线暴的响应.结果表明,SGR1806-20产生的GRB041227对地球电离层产生了明显的影响.在爆发期间,平均电离层TEC有一定的增加,其最大增加值约0.04TECU(1TECU=10~(16)el/m~2),产生效果与一个C级或者低于C级的太阳耀斑相当.计算结果还表明了遥远的天体也能对地球的近地空间环境产生或多或少的影响.     

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X射线爆发与甚低频传播相位异常关系的研究

本文对Omega系统H台,E台甚低频信号的相位实测资料及太阳耀斑软X射线资料进行了分析及研究,分析表明甚低频相位异常与太阳耀斑软X射线之间存在着极好的相关性。对白天相位变化值随太阳天顶角位置的变化效应进行修正得到修正公式,并对太阳天顶角、太阳耀斑事件效应的影响进行归算后,可得出两者之间的定量关系,经修正和归算后的相位变化量推断太阳耀斑X射线辐射流量密度值。反之,亦可由后考一太阳X射线爆发峰值流量密度值来预报相位变化量及电离层等效反射高度的变化。     

1980年2月16日日全食昆明色球掩食观测

本文提供了八○年二月十六日在昆明观测到的太阳色球层的日全食掩食过程。文中给出太阳可见面上各活动对象(包括黑子、谱斑、暗条、日珥等)的月掩时间,它们是射电观测、电离层观测以及日全食各项光学观测资料分析研究的重要依据。     

强电离层突然骚动与太阳耀斑活动的关系

本文统计分析了1986年至1993年11月的强电离层突然骚动(>3-级的SID)与太阳耀斑活动之间的相关关系。结果表明:(1)88％的强电离层突然骚动是与太阳耀斑爆发相关的。(2)82％的强电离层突然骚动是与高能X-射线耀斑(C、M、X级)有关系的。(3)强电离层突然骚动在太阳耀斑瀑发后发生的概率高于在耀斑瀑发前发生的概率,它们的发生率分别为49％和39％。(4)两者同时发生的概率为12％。