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电离层是近地空间环境的一个重要组成部分,也是空间天气学、空间物理学等领域的重要研究对象。根据无线电工程师协会(IRE)的标准,电离层的定义为“地球大气层的一部分,其中存在的离子和电子在数量上多到足以影响无线电波传播”。电离层位于地面以上约60~1000km,电子密度随高度的分布显著变化。根据电离层中电子密度随高度分布不同,可将电离层自下而上划分为D层、E层、F层,一般情况下,F层又可分为F1层和F2层。F2层峰高以上属于顶部电离层,顶部电离层与底部电离层所在高度区域不同,某些性质也表现不同。但是顶部电离层与底部电离层之间通过风场、电场和扩散作用紧密联系在一起,因此通过研究顶部电离层可以帮助人们进一步理解电离层的整体结构。本文通过对1996年-2005年近一个太阳活动周期时间内,DMSP卫星840km高度的黄昏时段(1800LT)总离子密度观测数据进行处理和分析,研究中低纬地区顶部电离层总离子密度的经度结构特征。本文的主要工作如下: 1、利用DMSP F13卫星1996年-2005年的总离子密度数据,对数据进行傅里叶分解,得到不同波结构绝对强度An(n=0、1、2、3、4),研究中低纬地区黄昏时段顶部电离层不同类型经度变化随地磁纬度、季节和太阳活动的变化,发现如下特征: (1)总经度变化绝对强度As(As=√A21+A22+A23+A24)和相对强度足(Rs=As/A0×100%)都有明显纬度依赖,其中,绝对强度在低纬地区为年变化和半年变化,并以半年变化为主,中纬地区主要为年变化。相对强度在低纬地区太阳活动低年条件下为单峰结构,随太阳活动性增强分裂为双峰结构。中纬地区总经度变化相对强度有明显季节变化和南北不对称性。 (2)不同波结构相对强度Rn(Rn=An/A0×100%, n=1、2、3、4)都以年变化为主,且不同纬度季节变化有明显差异,一波结构相对强度南半球中纬地区明显强于北半球中纬地区,二波结构相对强度南北半球不对称性非常明显,三波结构相对强度和四波结构相对强度都是低纬地区明显强于中纬地区。 (3)不同太阳活动条件下,不同波结构相对贡献Cn(Cn=An/As×100%, n=1、2、3、4)有所差异。太阳活动低年,南半球中纬地区一波结构贡献最大,达到65%以上,其次是二波结构在12月周围的15° N附近贡献较大,可达到60%以上。三波结构和四波结构都是低纬地区贡献率稍强于中纬地区,但都普遍较低。太阳活动高年,一波结构在南半球中纬地区6月附近贡献率达到85%以上,二波结构北半球中纬地区贡献率超过55%,三波结构、四波结构低纬地区贡献率比太阳活动低年有所增加,但均低于50%。 2、为了进一步研究不同波结构的逐日变化特征,我们求取不同波结构强度归一化后的标准差Astd,分析其纬度变化、季节变化和太阳活动变化。不同波结构标准差在不同纬度的特征表现出明显差异。一波结构标准差在太阳活动高年南半球低纬地区的季节变化很明显。二波结构和三波结构标准差都有明显南北半球不对称性,在太阳活动中年和太阳活动高年,南半球季节变化明显,北半球只有低纬地区在太阳活动高年时才有明显的季节变化。四波结构标准差在太阳活动高年南半球6月附近强度最强,11月-1月强度较弱。北半球低纬地区6月的强度明显强于其他月份。