地面VLF人工源產(chǎn)生的信號(hào)可以在地球和電離層底邊界不停的來(lái)回反射,以波導(dǎo)的方式向遠(yuǎn)處傳播,但是由于電離層并不是理想導(dǎo)體,其中有一部分電波能量能夠滲透進(jìn)入電離層,并傾向于沿著地球磁力線形成的哨聲導(dǎo)管以很小的損耗繼續(xù)向磁層傳播。地面VLF輻射滲透進(jìn)電離層和磁層傳播的研究意義在于:首先不僅有助于理解和發(fā)現(xiàn)電離層中的新效應(yīng)和新現(xiàn)象,而且有助于加深對(duì)磁層-電離層-大氣層耦合的物理過(guò)程的理解,推動(dòng)空間天氣的預(yù)測(cè)研究,在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的意義和價(jià)值。其次,一方面可以提供地基VLF人工源上方的電離層電磁場(chǎng)背景場(chǎng)信息,為中國(guó)電磁衛(wèi)星電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的的可靠性驗(yàn)證和數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)提供一定的參考依據(jù),另一方面還可以為尋找地震前VLF人工源信噪比變化提供一定的理論支持。此外,還有助于研究閃電現(xiàn)象的電離層磁層觀測(cè)以及人工控制消除磁層輻射帶的高能粒子。當(dāng)VLF波滲透電離層傳播時(shí),由于電離層D區(qū)電子與中性大氣成份的頻繁碰撞會(huì)導(dǎo)致VLF波能量產(chǎn)生損耗。早在二十世紀(jì)六十年代,Helliwell就給出了估算白天和夜間2 kHz和20 kHz的VLF波穿透電離層時(shí)能量衰減的經(jīng)典吸收曲線并得到了廣泛應(yīng)用。但是實(shí)際電離層D區(qū)電子密度... 

【文章來(lái)源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：116 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１髙層大氣分布及特征物理現(xiàn)象??電離層在垂直方向上呈分層結(jié)構(gòu)，一般劃分為Ｄ層、Ｅ層和Ｆ層，其中Ｆ層又分為Ｈ??層和Ｆ２層，最大電子密度約為１０１２ｍ－３，位于３００千米高度附近

?地面ＶＬＦ輻射滲透進(jìn)電離層和磁層傳播研究及其應(yīng)用???日間電離層?夜間電離層??５０?０?—??衛(wèi)星??４００?－??高??度?汗２區(qū)??３?３００－?ｆ?尸區(qū)??擴(kuò)展Ｅ層?駆??擴(kuò)展?Ｅｇ??Ｄ區(qū)??圖２－２電離層分層結(jié)構(gòu)的晝夜變化愴況??電離層分層結(jié)構(gòu)是電離層的理想狀態(tài)，實(shí)際電離層隨經(jīng)度、緯度呈現(xiàn)復(fù)雜的空間??變化，并且具有晝夜、季節(jié)、年、太陽(yáng)黑子周等時(shí)間變化。由于電離層各層的化學(xué)結(jié)??構(gòu)、熱結(jié)構(gòu)不同，各層的形態(tài)變化也不盡相同。??電離層特性主要可由電子密度、離子密度、電子溫度、離子溫度等參量的空間分??布來(lái)描述。研究重點(diǎn)主要是電子密度隨高度的分布。電子密度隨高度的變化與各高度??ｈ大氣成分、大氣密度以及太陽(yáng)輻射通量等因素有關(guān)。由經(jīng)典理論知，電磁波在介質(zhì)??中的傳播是受到介質(zhì)中帶電粒子的影響，特別是電子在電磁波作用下以電磁波的頻率??振動(dòng)時(shí)激發(fā)電磁輻射影響的結(jié)果。??§２．１．２電離層介質(zhì)特性??各向同性等離子體中電磁波沒(méi)有伴生密度擾動(dòng)，因而也無(wú)伴生壓力擾動(dòng)。換句話??說(shuō)，在流體模型中，運(yùn)動(dòng)方程的壓力項(xiàng)只對(duì)縱波有貢獻(xiàn)而對(duì)橫波沒(méi)有貢獻(xiàn)。但當(dāng)未擾??動(dòng)等離子體存在磁場(chǎng)時(shí)，壓力項(xiàng)使情況變得很復(fù)雜，所以忽略壓力項(xiàng)，并且當(dāng)粒子的??熱速度遠(yuǎn)小于波的相速時(shí)略去壓力項(xiàng)是合理的。在這種場(chǎng)合我們說(shuō)的等離子體是“冷”??的。除了波的相速很小的情形外，冷等離子體模型時(shí)令人滿意的。在這種磁化冷等離??子體模型下的電離層具有以下特性??（１）電離層介電常數(shù)的一般形式??由于地磁場(chǎng)的影響，電離層參數(shù)呈現(xiàn)各向異性的特性，從而對(duì)從地面向低電離層??１１??

圖２－３水平分層各向異性介質(zhì)中的波場(chǎng)結(jié)構(gòu)??由于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的水平分量在每一層的邊界處是連續(xù)的，所以有??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低緯電離層無(wú)線電波冬季吸收特性與中層大氣動(dòng)力學(xué)[J]. 熊年祿,龍咸靈,張訓(xùn)械.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1985(04)
[2]國(guó)際地磁參考場(chǎng)中哨聲模波的三維射線跟蹤算法[J]. 徐繼生,保宗悌,梁百先.  地球物理學(xué)報(bào). 1985(05)
[3]赤道異常區(qū)內(nèi)非導(dǎo)管哨聲的射線跟蹤[J]. 徐繼生,保宗悌,梁百先.  地球物理學(xué)報(bào). 1984(05)

博士論文
[1]高頻電波人工調(diào)制低緯電離層所激發(fā)的ELF波的研究[D]. 汪楓.武漢大學(xué) 2011

碩士論文
[1]利用DEMETER衛(wèi)星數(shù)據(jù)提取地震異常的方法初探[D]. 歐陽(yáng)新艷.中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所 2008



本文編號(hào)：3600834