【摘要】：地球電離層是人們在空間進行探測的主要區(qū)域,許多衛(wèi)星、航天器以及其上的有效載荷都在這里運行,因此,對電離層的變化進行監(jiān)測具有十分重要的意義。在電離層區(qū)域內(nèi)可以觀測到的極紫外日輝輻射中,氧離子的83.4nm輻射是最強的輻射之一。由于其在傳播的過程中會與電離層中的中性成分發(fā)生作用,因此,可以通過對極紫外日輝輻射的觀測來獲得電離層中的主要成分(N_2、O_2、O)的分布信息,并對空間天氣進行監(jiān)測。本文通過正演算法,計算了在給定大氣模型下83.4nm輻射的強度分布,為風(fēng)云氣象衛(wèi)星有效載荷的地面數(shù)據(jù)處理提供理論支持。文章主要包含四大部分,第一部分為電離層物理狀態(tài)的簡介,以及近些年來國際上發(fā)射到電離層內(nèi)探測儀器的介紹。首先給出了研究電離層的意義,然后對電離層的基本形態(tài)和分層結(jié)構(gòu)加以說明,同時簡單的介紹了電離層的空間天氣。接著介紹電離層紫外日輝輻射的劃分,詳細的介紹了幾個具有代表性的探測儀器,并與我國的發(fā)展現(xiàn)狀進行了對比。最后,簡單的闡述了論文的課題來源與意義,對文章加以總括。第二部分主要是介紹輻射傳輸?shù)睦碚撝R,為后文的輻射傳輸計算打下基礎(chǔ)。首先給出了輻射場和計算輻射轉(zhuǎn)移方程時常用的物理量,并對這些物理量進行詳細的說明。接著給出了輻射轉(zhuǎn)移方程的初始形式,然后給出了一系列的假設(shè)條件和邊界條件。最后利用給定的條件推導(dǎo)出所需要的輻射轉(zhuǎn)移方程的形式解。第三部分是本論文的重點,詳細的講解了83.4nm輻射的計算方法。首先介紹了國外對83.4nm輻射轉(zhuǎn)移模型的計算方法,然后給出修改后的計算方法。同時闡述了83.4nm輻射的產(chǎn)生機制、傳播機制、模型建立時所要滿足的假設(shè)條件。在求解輻射轉(zhuǎn)移方程時,采用了矩陣法解微分方程,并給出計算結(jié)果。通過與Anderson的計算結(jié)果對比,驗證了算法的正確性。然后給出了在MSISE-00大氣模型下的計算結(jié)果。第四部分就是對第三部分中計算方法的應(yīng)用。計算了在光學(xué)深度不隨地理經(jīng)緯度變化的情況下,臨邊輻射強度分布與全球輻射強度分布。最后給出論文的總結(jié)和展望。
【圖文】：

圖 1.1 電離層的區(qū)域劃分，原子 O 和離子 O+的密度非常高，電子濃度也比較高在太陽輻射的影響下又可以細分為 F1和 F2層，因為子濃度較高，所以 F 層在一定意義上可以認為是代上就是頂部電離層，由于這一層主要是由稀薄的氫又稱這一層為“質(zhì)子層”。頂部電離層的上邊界通離子（H+）濃度相當(dāng)?shù)牡胤�，高度�?1000km 左右。天氣層的空間天氣變化基本上是由太陽活動造成的[9]。影響著電離層的基本形態(tài),因此，電離層的緯度特征

圖 1.2 DE-1/SAI 觀測的紫外輻射圖像 為 SAI 探測器拍攝的一副視場角為 30°×30°紫外輻射圖效應(yīng)，獲得這幅圖片的時間為 12 分鐘。為了保證良好的輝輻射觀測數(shù)據(jù)的雜散光，以及提高探測器的信噪比，離軸拋物面鏡，，同時為了滿足以上要求，對鏡面的加工，獲得電離層有效的成像光譜信息，這樣就可以為日輝之間之間建立的定量關(guān)系提供有力保障。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P352.7

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 于磊;王淑榮;林冠宇;;星載電離層探測成像光譜技術(shù)發(fā)展綜述[J];地球物理學(xué)進展;2012年06期

2 呂建永;楊亞芬;杜丹;周全;毛田;;空間天氣研究進展[J];氣象科技進展;2011年04期

3 王勁松;;中國氣象局的空間天氣業(yè)務(wù)[J];氣象科技進展;2011年04期

4 王詠梅;付利平;王英鑒;;星載遠紫外極光/氣輝探測發(fā)展綜述[J];地球物理學(xué)進展;2008年05期

5 王水;魏奉思;;中國空間天氣研究進展[J];地球物理學(xué)進展;2007年04期

本文編號：2702629