本文選題：電離層-熱層 + 非遷移潮汐��； 參考：《武漢大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：電離層-熱層系統(tǒng)是地球空間環(huán)境的重要區(qū)域,是空間天氣研究的重要對(duì)象。電離層-熱層系統(tǒng)變化顯著,且具有不同的時(shí)空尺度,這種變化受到多方面的影響,其中太陽(yáng)輻射、起源于太陽(yáng)風(fēng)的能量輸入、大氣中各種波動(dòng)等是引起電離層-熱層變化的重要因素。電離層電子密度和熱層中性大氣密度是表征電離層-熱層系統(tǒng)特征的重要參數(shù),研究它們的變化對(duì)于理解電離層-熱層系統(tǒng)具有重要的科學(xué)意義。由于受熱和波-波相互作用等影響,地球大氣中產(chǎn)生潮汐現(xiàn)象,通過(guò)直接傳播或E層發(fā)電機(jī)機(jī)制傳播,電離層-熱層系統(tǒng)中各參數(shù)產(chǎn)生隨經(jīng)度變化的波狀結(jié)構(gòu)。本文利用CHAMP衛(wèi)星和GRACE衛(wèi)星觀測(cè)的電子密度和大氣密度數(shù)據(jù),在了解背景電子密度與大氣密度與太陽(yáng)活動(dòng)性的關(guān)系后,分析研究了中低緯地區(qū)電子密度和大氣密度隨經(jīng)度變化特征,利用傅里葉擬合的方法,提取中低緯度地區(qū)電子密度和大氣密度中的潮汐信號(hào),著重分析了電離層-熱層系統(tǒng)中的非遷移潮汐對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的依賴性。論文的主要結(jié)果如下:1.電離層F區(qū)電子密度經(jīng)度平均值和熱層中大氣質(zhì)量密度的日均值與太陽(yáng)活動(dòng)緊密相關(guān)。太陽(yáng)活動(dòng)高年,電子密度經(jīng)度平均值和大氣質(zhì)量密度日均值較高;太陽(yáng)活動(dòng)低年,電子密度和大氣質(zhì)量密度較低。2.電離層F區(qū)電子密度經(jīng)度平均值呈現(xiàn)明顯的赤道電離異常(EIA)現(xiàn)象。峰區(qū)通常位于磁緯±8-20°,在太陽(yáng)活動(dòng)低年,峰區(qū)位置向赤道方向移動(dòng)。電離層電子密度經(jīng)度平均值呈現(xiàn)明顯的季節(jié)特征,二分季節(jié)電子密度最大,夏季電子密度最低。3.在23/24太陽(yáng)活動(dòng)周,秋季低緯地區(qū)F層電子密度在白天具有明顯的隨經(jīng)度分布的四波結(jié)構(gòu),夜間低緯地區(qū)四波結(jié)構(gòu)消失。隨著太陽(yáng)活動(dòng)的降低,四波結(jié)構(gòu)的幅度降低。4.在中緯當(dāng)?shù)叵募?電離層F區(qū)電子密度在南半球具有一波結(jié)構(gòu),在北半球呈現(xiàn)二波結(jié)構(gòu);且上述波狀結(jié)構(gòu)沒(méi)有地方時(shí)的差異。中緯熱層大氣質(zhì)量密度隨經(jīng)度分布也具有一波結(jié)構(gòu)。5.秋季低緯地區(qū),F層電子密度中的DE3分量的絕對(duì)幅度,以及夏季中緯區(qū)域電子密度中的DE1、DO、DW2分量的絕對(duì)幅度都與太陽(yáng)活動(dòng)密切相關(guān)。在太陽(yáng)活動(dòng)高年,這些潮汐分量具有較大的絕對(duì)幅度,而它們的相對(duì)幅度對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的依賴性不強(qiáng)。中緯熱層大氣質(zhì)量密度中的D0、DW2、SPW1分量的絕對(duì)幅度有與太陽(yáng)活動(dòng)密切相關(guān),在太陽(yáng)活動(dòng)高年,這些潮汐分量具有較大的絕對(duì)幅度,它們的相對(duì)幅度與太陽(yáng)活動(dòng)沒(méi)有清晰的相關(guān)性。6.秋季低緯區(qū),電子密度中的DE3分量的相對(duì)幅度具有明顯的QBO調(diào)制效應(yīng),這與之前報(bào)道的E層中的QBO效應(yīng)類似。該現(xiàn)象表明低緯E區(qū)和F區(qū)中非遷移潮汐存在耦合現(xiàn)象。然而,在中緯地區(qū)的非遷移潮汐分量DE1、D0、DW2中則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)QBO效應(yīng),這意味著這些潮汐分量在F層產(chǎn)生。
[Abstract]:The ionospheric-thermospheric system is an important area of the Earth's space environment and an important object of space weather research. The ionospheric thermosphere system changes significantly and has different space-time scales. This change is influenced by many aspects, in which solar radiation originates from the solar wind energy input. All kinds of fluctuations in the atmosphere are important factors that cause the ionospheric-thermosphere change. Ionospheric electron density and thermospheric neutral atmospheric density are important parameters to characterize the characteristics of ionospheric and thermospheric systems. The study of their changes is of great scientific significance in understanding the ionospheric and thermospheric systems. Due to the effects of heat and wave-wave interaction, tidal phenomena occur in the earth's atmosphere. By direct propagation or by the mechanism of the E layer generator, the parameters in the ionospheric thermosphere system produce wave-like structures varying with the longitude. Based on the data of electron density and atmospheric density observed by CHAMP and GRACE satellites, the relationship between background electron density and atmospheric density and solar activity is studied. The variation characteristics of electron density and atmospheric density with longitude in middle and low latitudes are analyzed and studied. The tidal signals of electron density and atmospheric density in middle and low latitudes are extracted by Fourier fitting method. The dependence of non-migrating tides on solar activity in the ionospheric-thermospheric system is emphatically analyzed. The main results of this paper are as follows: 1: 1. The mean longitude of electron density in F region of the ionosphere and the daily average value of atmospheric mass density in the thermosphere are closely related to solar activity. The mean longitude of electron density and the daily average of atmospheric mass density are higher in the high year of solar activity, and the electron density and atmospheric mass density are lower in the low year of solar activity. The mean longitude of electron density in the F region of the ionosphere shows obvious equatorial ionization anomaly (EIA) phenomenon. The peak region is usually located in the magnetic latitude 鹵8-20 擄, and the position of the peak region moves toward the equator in the low year of solar activity. The mean longitude of the ionospheric electron density shows obvious seasonal characteristics, the bipartite seasonal electron density is the largest, and the summer electron density is the lowest. During the cycle of 23 / 24 solar activity, the electron density of F layer in low latitudes in autumn has a four-wave structure with longitude distribution in the daytime, and disappears in the low-latitude region at night. With the decrease of solar activity, the amplitude of the four-wave structure decreases by .4. In the middle latitude local summer, the electron density in the F region of the ionosphere has one wave structure in the southern hemisphere and two wave structure in the northern hemisphere, and there is no local difference in the above wave structure. The distribution of atmospheric mass density with longitude in the middle latitude thermosphere also has a wave structure of .5. The absolute amplitude of the DE3 component in the F layer electron density in autumn and the absolute amplitude of the DE1 DO DW2 component in the middle latitude area in summer are closely related to solar activity. In the solar active years, these tidal components have a large absolute amplitude, but their relative amplitude is not strongly dependent on solar activity. The absolute amplitude of the D0 DW2 ~ (2 +) SPW1 component in the atmospheric mass density of the mid-latitude thermosphere is closely related to the solar activity. In the high year of solar activity, these tidal components have a large absolute amplitude, and their relative amplitude has no clear correlation with the solar activity. In autumn, the relative amplitude of DE3 component in electron density has obvious QBO modulation effect, which is similar to the QBO effect in E layer reported previously. This phenomenon indicates that there is a coupling phenomenon between the non-migrating tides in the E and F regions in the low latitudes. However, the QBO effect is not found in the non-migrating tidal components DE1D0D0DW2 in the mid-latitude region, which means that these tidal components are produced in the F layer.
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P353.7

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本文編號(hào)：1939261