發(fā)布時間：2017-12-10 02:06

  本文關(guān)鍵詞：基于地基和衛(wèi)星觀測的中低緯電離層不規(guī)則體研究

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【摘要】：在這篇論文里面,我們利用大量的全天空氣輝成像儀(all-sky airglow imagers,ASAIs)臺網(wǎng)圖片數(shù)據(jù),結(jié)合國家子午工程地基臺站的兩個數(shù)字測高儀(Digisonde),一個甚高頻(Very High Frequency,VHF)雷達(dá),一個GPS-TEC監(jiān)測儀,以及C/NOFS(Communication/Navigation Outage Forecasting System)衛(wèi)星對發(fā)生在我國低緯赤道等離子體泡(Equatorial Plasma Bubbles,EPBs)和中緯中尺度行進(jìn)電離層擾動結(jié)構(gòu)(Mesoscale Traveling Ionospheric Disturbance Structures,MSTIDs)進(jìn)行了研究。該研究包括三個部分:在第一部分,我們對發(fā)生在2013年11月04/05夜晚云南曲靖和廣西大興的兩個ASAIAs同時觀測到的一起EPB事件的演化過程進(jìn)行分析。海南富克的Digisonde以及VHF雷達(dá),和C/NOFS衛(wèi)星也被用來研究該事件。該EPB事件發(fā)生在當(dāng)?shù)氐牡卮懦嗟绤^(qū)域并在日落后朝極向延伸。在幾乎相同的時間和地理經(jīng)度范圍內(nèi),C/NOFS在EPB氣輝結(jié)構(gòu)的地磁共軛區(qū)域觀測到了與EPB氣輝衰減結(jié)構(gòu)有相同經(jīng)度延伸的等離子體密度結(jié)構(gòu)。它們的波長為450 km,緯向延伸達(dá)到大約2250 km。在該事件里面,一個朝西南向運(yùn)動的極強(qiáng)氣輝區(qū)域(SMEBAR)被首次觀測到。這種結(jié)構(gòu)是寄居在赤道電離異常(equatorial ionization anomaly,EIA)峰的等離子體密度增強(qiáng)或EIA峰本身。然而,該SMEBAR的特征完全地不同于之前預(yù)報的等離子體液滴(blobs)。SMEBAR中的平均的電子密度只比背景增加了0.5倍。SMEBAR的西南向傳播特征與之前東向傳播的blobs不一致。EIA峰和SMEBAR可能已經(jīng)腐蝕了該EPB氣輝衰減結(jié)構(gòu)。EAI峰和SMEBAR中的高密度等離子體可能被輸送給EPB氣輝衰減結(jié)構(gòu)。EPB衰減結(jié)構(gòu)最終變?yōu)槊髁恋臍廨x結(jié)構(gòu)或消失。當(dāng)周期性的EPB氣輝衰減結(jié)構(gòu)通過Digisonde上空時,周期性的衛(wèi)星回跡(Satellite Traces,ST)被觀測到。ST的發(fā)生暗示著該EPB事件很可能由電離層底部的LSWS發(fā)展起來。C/NOFS觀測表明PSSR并不是做種EPBs的決定因素。這是第一次同時的ASAIs,Digisonde,VHF雷達(dá),和C/NOFS被用來觀測從底部的LSWS演化過來的大尺度的EPB群事件。在第二部分,我們利用海南富克,廣西大興和桂平,云南曲靖的四個ASAI觀測到的發(fā)生在2012-2014年間的EPB氣輝數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析研究。統(tǒng)計研究主要包括:EPB發(fā)生率的日變化和季節(jié)變化,EPB的東向漂移速度,EPB的極向地磁緯度延伸,EPB衰減結(jié)構(gòu)的間距和緯向延伸,及EPB的傾斜特征。結(jié)果表明:我國赤道地區(qū)的EPBs最主要發(fā)生在兩分點(diǎn)的21:00-00:00 LT。EPB發(fā)生率在春秋分和冬夏至存在明顯地季節(jié)不對稱性。EPBs通常以2到6個衰減成群出現(xiàn)。毗鄰的EPB衰減間隔在100-700 km之間。平均的EPB衰減間隔為200-300km。一個EPB群的緯向延伸通常低于1500 km,但可以達(dá)到3000 km。大約21:00-22:00 LT,EPBs在9.5°±0.5°地磁緯度范圍內(nèi)有一個大約100 m/s的最大緯向漂移速度。之后,EPB漂移速度朝著日出時間減小到50-70 m/s。絕大多數(shù)EPBs的平均西向傾斜角在20:00-03:00 LT從5°-10°增加到23°-30°,然后朝著日出減小到10°-20°。EPBs的發(fā)生模式和緯向漂移速度與遠(yuǎn)離我們臺站西邊20°-32°的印度Kolhapur存在顯著的差異。該研究的意義在于:這是我們首次在亞洲地區(qū)利用ASAI氣輝網(wǎng)絡(luò)圖片數(shù)據(jù)對EPB的形態(tài)特征進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計分析。該研究有利于我們對EPB的形成演化過程有一個很好的了解。在第三部分,我們利用河北興隆站的ASAI和法布里-波羅干涉儀,北京十三陵的Digisonde,北京南蒙(BJNM)的GPS-TEC監(jiān)測儀對發(fā)生在2012年02月17/18夜晚的一起伴隨有中尺度場向不規(guī)則體結(jié)構(gòu)(field-aligned irregularity structure,FAIs)(~150 km)的MSTID事件進(jìn)行了研究。該中尺度FAI氣輝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生在朝西南向運(yùn)動的MSTIDs的一個衰減相平面里。該衰減相平面發(fā)生在一個電離層的抬升區(qū)域,并產(chǎn)生在周期為2.0 h的GPS-TEC衰減區(qū)域。中尺度FAIs導(dǎo)致了周期為15 min的GPS-TEC高頻振蕩。二維自相關(guān)分析表明該中尺度FAIs有一個平行于MSTIDs衰減相平面的相對速度。中尺度FAIs與MSTIDs的這種關(guān)系與電波觀測的千米尺度的FAIs與MSTIDs的關(guān)系是一致的。值得指出的是,這是首次在國際上利用圖片分析技術(shù)的方法從氣輝圖片中直接識別出150 km尺度的FAIs。該研究有利于加深對中緯度電離層不規(guī)則體形成機(jī)制的認(rèn)識。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P352

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄒鴻;陳鴻飛;于寧;施偉紅;于向前;鄒積清;仲維英;;火星殼磁場對電離層影響的綜述[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2010年07期

2 戴月琴;用實(shí)測電離層電子含量檢驗(yàn)國際參考電離層模式[J];空間科學(xué)學(xué)報;1986年02期

3 戴開良,林為干;電離層時域探測方法[J];電波科學(xué)學(xué)報;1998年01期

4 丁鋒;萬衛(wèi)星;;月球電離層探測與研究[J];地球化學(xué);2010年01期

5 婁鵬;王世凱;凡俊梅;焦培南;;利用高頻返回散射技術(shù)探測電離層行波擾動[J];電子學(xué)報;2012年09期

6 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(jìn)展;2012年06期

7 孫廣俊;宋征;焦培南;;綜合電離層探測系統(tǒng)波形設(shè)計[J];電波科學(xué)學(xué)報;2012年06期

8 張素君;王明遠(yuǎn);簡念川;韓婷婷;平勁松;李金嶺;;基于無線電掩星觀測的火星電離層觀測研究進(jìn)展[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2013年08期

9 周煒;;電離層的直接探n,研究[J];地球物理學(xué)報;1963年01期

10 柴燕,韓文q;射電天文中電離層折射的計算與改正[J];空間科學(xué)學(xué)報;1986年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程征偉;史建魁;;電離層的探測方法比較[A];中國地球物理學(xué)會第二十屆年會論文集[C];2004年

2 丁鋒;萬衛(wèi)星;;月球電離層探測與研究[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第十屆（2010年度）學(xué)術(shù)年會論文集(下)[C];2011年

3 寧百齊;萬衛(wèi)星;袁洪;;完善和發(fā)展我國的電離層探測網(wǎng)[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第十二次學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

4 林晨;寧百齊;袁洪;;關(guān)于軟件化電離層數(shù)字測高儀的研究[A];第十屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2003年

5 陳罡;趙正予;;電離層回波相位的提取和應(yīng)用[A];第十二屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2007年

6 楊平;朱崗峰;于建威;;電離層探測方法研究[A];S14 空間天氣地基監(jiān)測與數(shù)值模擬[C];2012年

7 黃翠仙;汪月霞;林阿玲;;基于電離層垂測儀的探測回波數(shù)據(jù)質(zhì)量的研究[A];創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展 提高氣象災(zāi)害防御能力——S1第五屆氣象綜合探測技術(shù)研討會[C];2013年

8 尚社平;史建魁;甄衛(wèi)民;;亞太赤道區(qū)春秋分期間電離層不規(guī)則體特性[A];中國地球物理·2009[C];2009年

9 李廉林;李芳;;星載合成孔徑雷達(dá)電離層成像探測的可行性[A];第十二屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2007年

10 寧百齊;李鈞;;用高頻多普勒圖研究電離層不規(guī)則結(jié)構(gòu)[A];1994年中國地球物理學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1994年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 本報通訊員 王美娜;廈門電離層垂測站進(jìn)入發(fā)展新階段[N];中國氣象報;2012年

2 記者 藍(lán)建中;日本報告觀測到大地震后大氣波[N];新華每日電訊;2011年

3 ;地基GPS大氣電離層探測網(wǎng)建設(shè)（上）[N];中國氣象報;2006年

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1 孫龍昌;基于地基和衛(wèi)星觀測的中低緯電離層不規(guī)則體研究[D];中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心;2017年

2 王烽;武漢電離層探測系統(tǒng)信號與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];武漢大學(xué);2009年

3 金旺;極區(qū)地基雷達(dá)電離層特性和弱小目標(biāo)測量[D];西安電子科技大學(xué);2013年

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1 田宏飛;高緯地區(qū)電離層加熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理[D];西安電子科技大學(xué);2013年

2 汪正;軟件雷達(dá)電離層探測技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2016年

3 張靜;熱力學(xué)方法在電離層物理研究中的應(yīng)用探討[D];中國氣象科學(xué)研究院;2011年

4 謝晶晶;電離層頻高圖數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];中南民族大學(xué);2013年

5 張雅雯;電離層電子密度對寒潮天氣的響應(yīng)研究[D];南京信息工程大學(xué);2012年

6 房朝峰;高緯極區(qū)電離層非相干散射功率譜的模擬[D];西安電子科技大學(xué);2009年

7 林果果;華南地區(qū)電離層TEC耗盡與閃爍相關(guān)性分析及測高數(shù)據(jù)應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2014年

8 周健勇;電離層數(shù)字測高儀數(shù)據(jù)處理平臺的研制[D];中南民族大學(xué);2009年

9 陳曦;電離層斜向返回探測系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];武漢大學(xué);2004年

10 王園;基于地基GPS數(shù)據(jù)的地震電離層異常研究[D];清華大學(xué);2014年

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本文編號：1272694