本文關(guān)鍵詞：東南亞電離層赤道異常半球不對(duì)稱性及閃爍特征研究

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【摘要】：電離層是近地空間環(huán)境的一個(gè)重要組成部分。在低緯地區(qū)電離層的研究中,電離層赤道異常(Equatorial Ionization Anomaly, EIA)是一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。赤道異常是指白天時(shí)在磁赤道兩側(cè)的電離層F2層峰值電子濃度(NmF2)出現(xiàn)明顯的雙峰結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。電離層中F2層是電子密度最大的一層,含有電離層中絕大多數(shù)電子,因而在低緯和赤道地區(qū)電離層電子濃度總含量(TEC)的緯向分布通常也表現(xiàn)出明顯赤道異常雙峰特征。自電離層赤道異�，F(xiàn)象發(fā)現(xiàn)以來(lái),許多研究工作者通過(guò)大量的數(shù)值模擬和統(tǒng)計(jì)分析等對(duì)EIA現(xiàn)象進(jìn)行了廣泛的研究。而在電離層赤道異常的長(zhǎng)期形態(tài)變化中,特征是在太陽(yáng)活動(dòng)低時(shí)的一些結(jié)構(gòu)特征變化仍需進(jìn)一步研究分析。本文以東南亞赤道異常區(qū)的電離層形態(tài)變化為主要研究對(duì)象,選取俄羅斯科學(xué)院IZMIRAN提供的2000年到2013年期間超過(guò)一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周的數(shù)據(jù)。在對(duì)東南亞經(jīng)度120-E上的電離層EIA的形態(tài)特征基礎(chǔ)上,研究了地磁活動(dòng)平靜時(shí)電離層異常雙峰結(jié)構(gòu)的南北不對(duì)稱性變化特征,并進(jìn)一步對(duì)在太陽(yáng)活動(dòng)低時(shí)低緯地區(qū)電離層TEC緯向分布出現(xiàn)只有一個(gè)峰值的結(jié)構(gòu)情況(即TEC單峰現(xiàn)象)進(jìn)行了詳細(xì)分析。同時(shí),由于赤道異常駝峰區(qū)是電離層閃爍頻發(fā)的區(qū)域,在論文中我們也對(duì)電離層赤道異常北駝峰區(qū)的GPS衛(wèi)星與FY-2D靜止氣象衛(wèi)星閃爍特征進(jìn)行了初步分析。本論文的主要研究工作和內(nèi)容總體上包含以下幾個(gè)方面：1、電離層EIA形態(tài)變化特征。電離層TEC和NmF2雙峰結(jié)構(gòu)在在太陽(yáng)活動(dòng)高的年份比在太陽(yáng)活動(dòng)低的年份明顯。在不同太陽(yáng)活動(dòng)條件下,電離層NmF2表現(xiàn)的雙峰結(jié)構(gòu)均要對(duì)應(yīng)期間TEC雙峰結(jié)構(gòu)要更明顯。電離層赤道異常南北駝峰區(qū)域TEC和NmF2強(qiáng)度季節(jié)異常變化特征明顯。在太陽(yáng)活動(dòng)低年的夏冬季節(jié)月份期間赤道低緯地區(qū)TEC緯向分布可能表現(xiàn)為只有一個(gè)峰值的結(jié)構(gòu)。電離層赤道異常北駝峰TEC和NmF2強(qiáng)度變化冬季異�，F(xiàn)象明顯,而南駝峰強(qiáng)度季節(jié)變化中基本上都無(wú)冬季異常。電離層TEC和NmF2南、北駝峰強(qiáng)度均與太陽(yáng)活動(dòng)關(guān)系明顯,與地磁活動(dòng)關(guān)系不明顯。2、電離層EIA雙峰結(jié)構(gòu)南北不對(duì)稱性特征。電離層TEC和NmF2雙峰緯度距離有明顯的季節(jié)變化特征,冬季增大,夏季減小。在太陽(yáng)活動(dòng)低的夏秋季,TEC和NmF2雙峰緯度距離最小,且冬季雙峰結(jié)構(gòu)存在明顯的向南偏移現(xiàn)象。在夏季和冬季期間,電離層TEC和NmF2雙峰結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性變化最為明顯,且EIA雙峰結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性存夏冬季節(jié)反轉(zhuǎn)和太陽(yáng)活動(dòng)高和低時(shí)反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。3、赤道異常區(qū)TEC單峰現(xiàn)象的提出與分析。通常赤道低緯地區(qū)電離層TEC緯向分布都表現(xiàn)為雙峰結(jié)構(gòu)特征,但在地磁活動(dòng)平靜時(shí)的少數(shù)情況下也會(huì)出現(xiàn)只有一個(gè)峰值的TEC單峰現(xiàn)象。進(jìn)一步分析表明,北單峰、磁赤道單峰、南單峰分別主要發(fā)生在太陽(yáng)活動(dòng)低時(shí)的夏季、秋季和冬季月份期間。在太陽(yáng)活動(dòng)很低時(shí),電離層TEC單峰期間對(duì)應(yīng)的NmF2雙峰結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性要明顯大于TEC雙峰期間對(duì)應(yīng)的NmF2雙峰結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性。4、我們提出了太陽(yáng)直射點(diǎn)下電離層等離子體濃度的初始背景分布對(duì)電離層TEC和NmF2緯向分布影響的地理控制作用。結(jié)合赤道噴泉效應(yīng)、夏冬季期間跨赤道中性風(fēng)和等離子體初始背景的地理控制作用,可以較好的解釋在電離赤道異常TEC和NmF2雙峰結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性的季節(jié)變化特征,以及在太陽(yáng)活動(dòng)低時(shí)北單峰、赤道單峰和南單峰現(xiàn)象的季節(jié)分布特征和形成機(jī)制。5、赤道異常北駝峰區(qū)深圳臺(tái)電離層GPS閃爍事件特征。在2010年12月至2014年4月的觀測(cè)時(shí)段內(nèi)854個(gè)電離層閃爍事件都發(fā)生在夜間,且主要發(fā)生在午夜前。閃爍事件的發(fā)生存在東-西側(cè)天區(qū)不對(duì)稱性特征,在臺(tái)站西側(cè)天區(qū)明顯比東側(cè)天區(qū)偏多。閃爍事件期間共伴隨有512個(gè)TEC耗盡和460個(gè)衛(wèi)星鎖事件的發(fā)生,TEC耗盡和衛(wèi)星失鎖事件主要發(fā)生在春秋分月份的閃爍事件期間。6、赤道異常北駝峰區(qū)FY-2D靜止氣象衛(wèi)星閃爍初步分析。我們提出了一種電離層閃爍指數(shù)變換方法,使FY-2D閃爍數(shù)據(jù)盡可能與GPS閃爍指數(shù)分布一致,并對(duì)FY-2D和GPS閃爍特征進(jìn)行對(duì)比分析。
【關(guān)鍵詞】：赤道異常 太陽(yáng)活動(dòng) 南北不對(duì)稱性 單峰現(xiàn)象 電離層閃爍
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P352
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 引言10-28
• 1.1 電離層概述10-12
• 1.2 電離層的基本理論12-18
• 1.2.1 光化學(xué)過(guò)程12-14
• 1.2.2 輸運(yùn)過(guò)程14-17
• 1.2.3 電離層發(fā)電機(jī)理論17-18
• 1.3 電離層赤道異常研究18-22
• 1.4 電離層閃爍現(xiàn)象研究22-26
• 1.5 本文目的和主要研究?jī)?nèi)容26-28
• 第二章 赤道異常區(qū)電離層變化特征28-52
• 2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理28-31
• 2.2 峰強(qiáng)度年與季節(jié)變化31-44
• 2.2.1 年變化31-34
• 2.2.2 季節(jié)變化34-37
• 2.2.3 冬季異常37-41
• 2.2.4 參數(shù)統(tǒng)計(jì)41-44
• 2.3 地磁和太陽(yáng)活動(dòng)影響44-48
• 2.3.1 地磁活動(dòng)相關(guān)性44-46
• 2.3.2 太陽(yáng)活動(dòng)相關(guān)性46-48
• 2.4 分析與討論48-50
• 2.5 小結(jié)50-52
• 第三章 赤道異常南北不對(duì)稱性52-82
• 3.1 雙峰強(qiáng)度不對(duì)稱性52-55
• 3.2 峰緯度不對(duì)稱性55-59
• 3.3 不對(duì)稱性指數(shù)59-64
• 3.3.1 指數(shù)定義59-60
• 3.3.2 指數(shù)變化分析60-64
• 3.4 物理機(jī)制討論與分析64-79
• 3.4.1 等離子體濃度緯向分布模型68-72
• 3.4.2 夏冬至雙峰結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性72-76
• 3.4.3 春秋分雙峰結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性76-79
• 3.5 小結(jié)79-82
• 第四章 赤道異常區(qū)TEC單峰現(xiàn)象分析82-96
• 4.1 單峰現(xiàn)象分類與數(shù)據(jù)提取82-83
• 4.2 單峰現(xiàn)象年與季節(jié)分布83-85
• 4.3 單峰緯向分布結(jié)構(gòu)85-87
• 4.4 單雙峰期間不對(duì)稱性對(duì)比87-90
• 4.5 物理機(jī)制討論與分析90-94
• 4.5.1 北單峰形成91-92
• 4.5.2 南單峰形成92-93
• 4.5.3 磁赤道單峰形成93-94
• 4.6 小結(jié)94-96
• 第五章 北駝峰區(qū)GPS衛(wèi)星電離層閃爍事件特征96-108
• 5.1 臺(tái)站與數(shù)據(jù)96-97
• 5.2 閃爍事件時(shí)間分布特征97-100
• 5.3 閃爍事件空間分布特征100
• 5.4 TEC耗盡與衛(wèi)星失鎖100-103
• 5.5 分析與討論103-106
• 5.6 小結(jié)106-108
• 第六章 FY-2D靜止衛(wèi)星閃爍監(jiān)測(cè)初步分析108-116
• 6.1 FY-2D閃爍監(jiān)測(cè)108-109
• 6.2 FY-2D閃爍指數(shù)變換109-112
• 6.3 FY-2D與GPS對(duì)比分析112-115
• 6.4 小結(jié)115-116
• 第七章 總結(jié)和展望116-120
• 參考文獻(xiàn)120-129
• 作者介紹129-131
• 致謝131

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6 張滿蓮;萬(wàn)衛(wèi)星;劉立波;寧百齊;;東經(jīng)1200E經(jīng)度鏈上TEC赤道異常峰槽比的研究[A];第十二屆全國(guó)日地空間物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

7 馬冠一;張東和;陳艷紅;吳怡;蔡堅(jiān)勇;羅仁俊;肖芬;沈華;黃文耿;覃健生;;赤道異常區(qū)GPS鏈的TEC初步觀測(cè)結(jié)果[A];第十一屆全國(guó)日地空間物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2005年

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本文編號(hào)：738477