【摘 要】
：
HAARP一系列实验和观测显示,利用大功率高频调幅波加热高纬电离层F区引起电子热压力梯度振荡,能产生抗磁漂移电流,并激发ULF波,与低电离层的电急流调制加热激发ELF/VLF波原理不同的是,此过程不依赖电离层背景电流.本文采用冷等离子体Hall-MHD模型,结合电离层F层二维加热模型进行数值模拟,研究低纬海口(20.02°N,110.2°E)地区F层调制加热ULF波的激发.模拟结果给出加热过程中电
【机 构】
：
武汉大学电子信息学院空间物理系 武汉 430072
论文部分内容阅读
HAARP一系列实验和观测显示,利用大功率高频调幅波加热高纬电离层F区引起电子热压力梯度振荡,能产生抗磁漂移电流,并激发ULF波,与低电离层的电急流调制加热激发ELF/VLF波原理不同的是,此过程不依赖电离层背景电流.本文采用冷等离子体Hall-MHD模型,结合电离层F层二维加热模型进行数值模拟,研究低纬海口(20.02°N,110.2°E)地区F层调制加热ULF波的激发.模拟结果给出加热过程中电子温度变化图像以及激发的ULF波在低纬电离层和中性大气中的传播图像,结果表明ULF波激发效果取决于电离层背景参数,加热电波的调制频率以及有效辐射功率.
其他文献
基于WKB近似方法,研究了高频电磁波入射不均匀尘埃等离子体中的衰减特性.首先数值分析了弱电离尘埃等离子体复相对介电常数的分布特征,讨论了电子数密度,尘埃颗粒数密度对复相对介电常数实部和虚部的影响.然后利用电子密度分布的抛物模型,数值计算了电磁波以不同角度入射不均匀尘埃等离子体的衰减特性,分析了入射角、电子数密度、尘埃颗粒半径和尘埃颗粒数密度对衰减系数的影响.结果表明:随着电子数密度、尘埃颗粒数密度
2010年9月利用欧洲非相干散射雷达协会的大功率加热设备和诊断设施开展的极区电离层加热实验中首次观测到了长生命周期的等离子体线谱增强特征,通过分析推断该增强特征系由参量衰变不稳定性发生引起的.在2011年11月进行了长生命周期等离子体线增强特征激发实验,实验中利用UHF雷达得到了持续时间长达16分钟的等离子体线回波增强特征,通过与2010年的加热数据对比分析表明,当加热频率接近磁旋频率的倍频时,较
F-lacuna是高纬极区电离层测高仪频高图上经常出现的一种F层回波描迹部分或全部消失的现象,直接影响电离层参数的标定,其表征的电离层物理过程尚未定论.本文利用中山站测高仪电离图数据,通过分析两次F2-lacuna事件期间电离层电子密度以及对流变化,进一步研究F2-lacuna形成机制.事件分析结果表明,F2-lacuna发生期间,中山站上空对流增强,电离层电子密度总含量TEC减小.提出一种F2-
电离层F2层的增层现象是电离层异常现象之一,近年来再次引起国内外学者的兴趣.F2层增层现象主要表现为在电离图的规则F2层回波基础上出现新一层回波(包括F2层分裂或者新增).本文初步讨论云南普洱地区(22.7oN,101.05oE)午夜之后时刻出现的F2层增层现象.通过频高图固定探测频率回波分析方法即iso-frequency分析法,分析频高图中电离层不同回波高度的变化趋势和特征.初步分析结果表明该
本文提出了一种能同时获取斜测电离图描迹和参数的方法,提取的参数来自电离图F2层和Es层,如最大可用频率,临界频率,虚高等.该方法采用QP模型描述电离层F2层电子浓度分布.利用正割定理、Martyn等效虚高定理、图像处理技术和电离图的回波特征确定部分电离层状态参数的最终值,和部分参数的初始值及搜索空间.然后利用最小群时延和残差分析提取Es层描迹.最后,使用混合遗传算法从搜索空间范围内找出一组最优参数
基于大功率高频地面电磁波加热设备,可以通过人工加热电离层激发受激电磁辐射(StimulatedElectromagnetic Emissions,SEE),用以提供电离层主动改性实验中的有效诊断.高功率微波加热非均匀磁化等离子体空间实验的基本物理问题是电磁波和等离子体波的波模转化,参量不稳定性,及等离子体湍流对电子的加热机制.基于美国高频极光加热设备HAARP,本文重点阐述最新发现在电子磁回旋加热
大功率高频电波加热电离层时会产生一级时空效应和二级时空效应.参量不稳定性理论就是主要用来解释加热电离层时产生的二级时空效应.本文应用广义扎哈罗夫模型,“全尺度”模拟了大功率电波垂直注入电离层后电磁波与地球电离层的非线性相互作用.考虑在寻常波反射点附近发生参量不稳定性,无线电波参量衰减为电子等离子体波和离子声波两种波模,接着,伴随着坍塌、空洞形成以及强烈电子等离子体波的俘获相关过程,形成的空洞会导致
本文考察了电离层中微流星注入触发形成尘埃等离子体离子声波不稳定性的可能性.首先,通过运动方程计算流星体的沉降速度.接着,结合电荷收集方程和电荷平衡状态获得流星体的平衡电荷数.最后,基于色散关系,通过线性理论计算尘埃等离子体离子声波不稳定性增长率.使用上述方法,计算了多例不同流星数密度下的最大增长率,发现其大小大致与流星数密度的开平方成正比.对于平均的地球流星注入率,离子声波不稳定性最大增长率仅为1
本文以四种常用的电离层CT算法反演了几种典型电离层异常结构,给出了不同算法的反演效果,并在电离层存在多层异常结构时考虑了添加模拟掩星数据与否对反演结果的影响,结果表明添加掩星数据后的反演精度有了较大的提高.最后分析了各种算法的反演结果及相应性能,并列出了针对各种电离层异常结构最适合的反演算法.
本文介绍由武汉大学电离层实验设计开发的频高图处理软件ionoScaler(ionogram Scaler),该软件能够实现频高图的自动度量和手动度量功能.基于电离层多段准抛物线模型[1-2]能够输出常见的电离层参数信息,同时计算电子密度剖面和总电子密度含量TEC.通过不同的应用场景,来展示该软件的常用功能.结果表明,该软件能够大大提高人工度量频高图的效率,同时其自动度量功能也可以满足电波传播工程应