台风期间厦门电离层变化的一次特例分析

文中利用中国气象局厦门电离层监测站的电离层频高图数据,研究了2007年登陆地点在厦门附近地区的3次台风登陆事件期间厦门电离层的变化,分析比较了台风登陆前后F2 层临界频率(foF2)的相对变化、电离层Es和扩展F出现率等,结果显示这3次台风登陆均导致电离层foF2扰动,偶发E层(Es)和扩展F的出现率在3次台风临近登陆和登陆后都有明显的增加.台风圣帕(Sepat)登陆前一天,电离层foF2出现了相对月中值达40%(约4 MHz)的增强,登陆后电离层foF2迅速降低到月中值水平;台风韦帕(Wipha)登陆后电离层foF2从登陆前的略高于月中值的水平迅速下降到月中值以下(降幅达30%)并持续4天.台风罗莎登陆前的2天内电离层foF2低于月中值,台风罗莎登陆当天电离层foF2恢复到月中值水平,随后foF2出现了1天的下降和连续3天的增强.初步分析认为由于台风登陆前后,强烈的海气、陆气相互作用可能影响到电离层高度,从而导致对电离层foF2、Es和扩展F等参量发生变化.利用Wang(2005)提出的CoP机制,可以较好地解释台风登陆导致foF2下降,但文中发现在台风临近登陆出现的foF2上升的现象,则需要进一步深入分析研究.     

一个准稳态的全球大气电路模式

本文用一个全球大气电导率模式和一个全球大气电路模式,计算了地形、大气气溶胶及太阳活动对大气电参量的影响,并估算了它们对地面电流密度和电场的分布影响。结果表明:地形的存在使电离层电势增加,雷暴分布的改变对大气电参量平均值无影响;气溶胶浓度与电离层电势及晴天电阻成正相关。宇宙射线与电离层电势及气—地电流成正相关;气溶胶浓度和宇宙射线的变化也会影响到晴天区电场以及雷暴区地面电流密度和电场;太阳质子流的注入使全球地面电场和电流密度增大,电离层电势不变。     

大气层

大气的各种常见特征,例如云,都是在对流层中出现的。普通的云层最高只能达到七千米至一万米之间。可是现在我们知道大气不是仅仅分为对流层和平流层,整个地球上方对流层的高度也不尽相同。在赤道处大约是十英里,在南北极大约是五英里,但即使这些数值也不是完全不变的。平流层大约终止在一百公里处,其上是电离层,向上延伸到约四百公里。在电离层上还有最外层——外大气圈,它逐渐消失于真正的太空之中。     

参加欧洲地球物理年会（EGU）会议情况汇报

2008年4月13～18日欧洲地球物理年会（EGU）在奥地利首都维也纳举行。来自世界各地的地球物理学家（含空间物理和空间天气科学家）参加了该学术会议。中国科学院空间天气领域的研究人员参加了会议,主要是研究磁层亚暴和电离层方面的专家。     

基于GNSS的空间环境参数反演平台及精度评估

基于全球和区域全球导航卫星系统（GNSS）参考站网进行对流层和电离层参数反演实现空间环境变化监测具有成本低、精度高、实时性好等优点,得到了广泛应用.本文基于南京信息工程大学的北斗/GNSS空间环境监测平台Xsensing,以国际GNSS服务组织提供的对流层产品为参考,评估了不同气象条件下对流层参数反演精度,在此基础上采用固定非差模糊度的精密单点定位技术（PPP）实现高精度电离层参数反演.实验结果表明,基于全球参考站的对流层估计误差偏差为0.05 mm,对应的标准差为5.6 mm,在平稳和剧烈的气象条件下均能反映水汽变化趋势特征.基于短基线进行电离层延迟反演精度评估,结果表明浮点解PPP反演电离层延迟误差的平均偏差为-0.09 TECU,精度为0.38 TECU,采用非差模糊度固定技术对电离层延迟提取精度提高达84.2％;静态模拟动态解算模式下电离层估计精度与静态相当.上述结果表明该平台可实现高精度空间环境参数反演,下一步将融合机载、船载等多种平台观测实现中小尺度空间变化监测.     

雷暴闪电放电活动对电离层影响的研究进展

雷暴中的闪电放电能够产生强静电场以及电磁辐射场,从而对空间电离层产生重要影响,引起电离层电子密度分布的扰动。研究表明:闪电放电引起电离层扰动的方式有两种:直接耦合和间接耦合。其中,直接耦合主要来自于闪电产生的准静电场及电磁场的作用,在甚低频 (VLF) 反射信号上表现出快VLF事件, 而间接耦合主要是闪电低频电磁波在传播过程中与磁层相互作用,在辐射带产生闪电诱导电子沉降 (LEP) 现象。雷暴闪电活动能够改变电离层从D层到F层的电子密度分布,影响对流层大气和电离层之间的场,导致中高层瞬态放电淘气精灵 (elves) 及红闪 (sprite) 等现象的激发。闪电VLF传输反射信号可用于反演电离层密度的变化,目前已成为一种探测电离层扰动的常用方法,而引起电离层扰动的强度不但和闪电放电参量密切相关,也和闪电放电过程、类型有关。该文重点阐述了闪电放电与电离层直接耦合和间接耦合作用以及导致的相关现象。     

GPS探测气象参数的技术进展

回顾了全球定位系统(GPS)探测气象参数(GPS/MET)的技术进展.全球定位系统探测气象参数利用GPS信号穿过大气受到大气折射而产生的延迟来探测大气中的温度、气压、水汽含量或湿度及电离层的电子浓度.就地基GPS/MET来看,GPS对中性大气层水汽的探测研究,主要集中在大气可降水量反演、水汽层析及GPS资料在数值预报模式中的应用等领域; GPS对电离层探测,主要应用于电离层变化的分析和研究,监测和预报电离层的危害方面.天基GPS/MET技术利用了导航卫星GPS星座和LEO小卫星在地球地平线边缘的上下相对运动,获取大气参数的垂直分布.GPS气象小卫星在太空飞行,探测范围大、频率高.两颗天基低轨GPS气象小卫星系统的高空资料收集能力就超过了现行全球高空气象探测能力的总和.天基GPS/MET掩星探测技术的业务实现将是全球高空大气探测技术发展的一次飞跃.GPS/MET的探测精度高、全天候、时间分辩率高、观测稳定、无需校正.可以预期, 这种新型的探测手段将是未来大气探测系统中重要的组成部分,随着GPS探测站网的建设和业务化,它所提供的数据源,将会对气象、环境、水文和空间天气等学科领域的研究产生深刻的影响.     

H2释放扰动电离层的数值模拟

由于电离层中分子性离子与电子的复合要比氧离子与电子的复合快得多,因此H2在电离层高度释放可有效地引起电子的消耗.本文基于一个包括中性气体扩散方程和离子化学反应方程的二维动力学模型,对H2在电离层高度释放过程进行了数值模拟研究,并分析了不同释放条件下的电子扰动特性.结果表明:1)500 mol H2释放后,迅速向周围空间扩散,释放中心处的电子密度30 s内下降了近4％,F2层临界频率下降了1％左右;2)在不同高度处释放H2时,最大的电子密度相对变化率并不是在峰值高度附近处释放时出现的;3)释放化学物质的量越多,电子密度的扰动幅度也越大,但两者之间并不存在线性关系;4)相同量的H2在电离层峰值高度处释放,白天的电子密度扰动幅度要大于夜间的扰动幅度.     

青海省首个电离层测高仪监测站基础建设已完成

<正>2010年11月上旬,青海省首个电离层测高仪监测站基础建设在都兰县气象局已完成建设。该站建成后,将获取电离层监测的第一手资料,为青海西部电离层天气的监测、预警、服务等工作提供重要的数据支持。     

H2释放扰动电离层的数值模拟

由于电离层中分子性离子与电子的复合要比氧离子与电子的复合快得多,因此H₂在电离层高度释放可有效地引起电子的消耗。本文基于一个包括中性气体扩散方程和离子化学反应方程的二维动力学模型,对H₂在电离层高度释放过程进行了数值模拟研究,并分析了不同释放条件下的电子扰动特性。结果表明:1)500 mol H₂释放后,迅速向周围空间扩散,释放中心处的电子密度30 s内下降了近4%,F₂层临界频率下降了1%左右;2)在不同高度处释放H₂时,最大的电子密度相对变化率并不是在峰值高度附近处释放时出现的;3)释放化学物质的量越多,电子密度的扰动幅度也越大,但两者之间并不存在线性关系;4)相同量的H₂在电离层峰值高度处释放,白天的电子密度扰动幅度要大于夜间的扰动幅度。     

短波数据通信中采用的几种抗干扰措施

短波通信是依靠电离层的反射来实现的.电离层的变化很不稳定,再加上短波频率低、频段窄,易受自然界的多种干扰,因此,通信的可靠性差. 为提高短波通信的可靠性,通常采用二种方法:一是改善信道,包括采用增大发射功率,采用高增益天线和多种分集接收等方法.另一种方法是合理地选择使用和电离层有关的电波传输频率.在过去的几十年间实际频率的选择主要是依靠电波研究所发布的     

电离层测高仪介绍及其维护

电离层测高仪是目前地面垂直探测研究电离层的主要常规设备,在电离层无线电探测中有着重要作用。介绍了电离层测高仪的基本原理等和其基础维护及常见故障处理。     

中层大气国际观测计划

一、前言不同高度的大气结构和运动,具有不同的特点。对流层是我们所熟知的。另一方面关于以电离层为主体的超高层大气,以电波传导或反射以及太阳活动与地球磁场的关系等各种现象为线索,结合近年来利用飞行器探测工作的进展,也可看出这方面研究的迅速发展。     

浅析单边带通信网效果的改善

从理论和实践上，粗浅地分析、探讨了电离层变化和天线系统质量两方面对短波通信的影响及改善效果的方法。     

探索气候变化的沸腾区

一、预报气候系统的变化分析表明,地球大气的年变化有偏离其正常变化的现象.在最近十年里,气候系统中出现了大量的异常现象.1982-1983年间,洪水席卷了南美洲西海岸;与此同时,澳大利亚和印度尼西亚遭受了有记录以来最长和最严重的干旱,由于干旱,这两个国家出现了森林火灾;在南亚,1987年的夏季季风很弱,很可能是近百年来最弱的一年;1988年又轮到美国遭受干旱之苦.值得注意的是,这些气候异常现象通常伴随着经济的衰     

寒潮期间电离层TEC与地面天气参数的相关性

利用1996-2004年间武汉地区发生的寒潮事件,分析了寒潮过境前后该地区电离层电子总含量TEC的变化情况及TEC与地面温度、压强之间的相关情况.结果表明:1)寒潮过境前,TEC分别有不同程度的波动,在2~3 d内完成一次升高和降低;2)在寒潮来临的标准日TEC有明显下降;3)寒潮过境后的5 d内,TEC出现类似"M"形的波动;4)寒潮过境前后,地面温度、压强和TEC之间表现出一定的正(负)相关.     

雷电的形成

不管是直击雷还是感应雷都与带电的云层存在分不开，带电的云层称为雷云。有关雷云形成的假说很多，但至今尚未有一种被公认为无懈可击的完整学说，这里我们只介绍其中被认为比较完善并经常被推荐的假说。根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器。通常大地稳定地带负电荷50万C左右，而地球上空存在一个带正电的电离层，     

利用风云二号卫星信号进行电离层闪烁监测的方法

利用风云二号卫星业务遥测信号进行电离层闪烁监测,根据其信号特点研究开发了监测仪。该监测仪用于实时监测分析风云二号卫星信号因电离层不规则结构引起的幅度闪烁和相位闪烁。风云二号业务遥测信号是一个1.7 GHz的调相信号,其发射振幅稳定,负载的信号精确可知,在中国及周边地区可以被用来进行电离层闪烁监测研究。由于风云二号是静止卫星,其监测结果将不存在卫星运动所附带的变化,容易将时间和空间变化分离开,因而比GPS闪烁监测更具优越性。该仪器将基于目前遍布全国的风云卫星展宽云图接收设备,在使用风云卫星展宽云图接收机天线、高频及第一中频通道的情况下进行设计,因此有利于未来的在全国范围内进行推广和组网监测。另外,风云二号已经实现双星、组网观测,其提供的两个不同方向的同频信号源将大大提高监测仪的应用价值。该仪器与GPS双频闪烁监测配合,还将能获得电离层闪烁特性的谱特征。     

我国气候振动与地球自转速度变化的关系

本文分析了我国旱涝36年周期振动与地球自转速度变化的关系,得到结论:地球自转速度加快时,我国东部地区降水偏少;反之,地球自转速度减慢时,我国东部地区降水偏多。本文还对赤道东太平洋海温异常与地球自转速度变化的关系做了分析。      

电离层时空变化效应对星载及月基SAR成像影响:现状与展望

合成孔径雷达（SAR）作为一种主动传感器,具备全天时、全天候的观测能力,已广泛应用于对地观测中.然而,无线电信号在空间传播过程中会不可避免地受到电离层效应的影响,导致信号的相位、幅度发生变化,使得工作在电离层之上的SAR系统的成像性能受到干扰.本文分别从法拉第旋转、背景电离层和电离层不规则体三个方面介绍了电离层效应对不同轨道SAR系统成像性能的影响,并总结了电离层效应的补偿修正方案.最后,给出了电离层效应对星载和月基SAR成像影响的一些亟待解决的问题,以促进星载和月基SAR成像的发展及应用.