论文部分内容阅读
在本论文中,我们选择了我国扇区三个具有代表性的台站,即中纬沿海地区长春站（125.3°E,43.8°N;磁纬33.6°N）,几乎处于同一地磁纬度的中纬内陆地区乌鲁木齐站（87.6°E,43.7°N;磁纬33.4°N）以及低纬沿海地区海南站（109.1°E,19.5°N;磁纬9.4°N）,通过电离层测高仪探测的三个台站的扩展F（Spread-F）数据,比较研究了太阳活动高、低年以及整个太阳活动周我国中、低纬地区夜间电离层扩展F的发生特性。之后利用美国国防气象卫星计划（Defense Meteorological Satellite Program,DMSP）卫星上的专用紫外光谱成像仪传感器（Special Sensor Ultraviolet Spectrographic Imager,SSUSI）观测到的氧原子（Atomic Oxygen）135.6nm波长（OI 135.6 nm）气辉辐射（等离子体密度的平方沿视线方向上的积分值）数据,研究了夜间固定地方时（Local Time,LT）电离层赤道异常（Equatorial Ionization Anomaly,EIA）驼峰区经度上波状结构的季节变化。通过这两项工作我们了解到全球EIA区域背景等离子体分布以及我国扇区扩展F不规则体的发生特性,为我们未来的工作,即利用SSUSI OI 135.6 nm气辉辐射探测全球EIA区域电离层不规则体打下良好基础。我们目前取得的结果如下:1.扩展F作为重要的电离层不规则结构之一,对电波传播、导航、通讯等有重要的影响,因此对其时、空特性的研究一直倍受重视。通过分析低纬海南台站和中纬长春与乌鲁木齐台站的测高仪数据,比较研究了太阳活动高、低年我国中、低纬地区夜间电离层扩展F的发生特性。扩展F发生率特性主要体现在:无论低纬还是中纬太阳活动低年扩展F发生率最大值高于太阳活动高年;无论太阳活动高年还是低年低纬站扩展F发生率最大值高于中纬站。细节特征主要体现在:首先,三台站在太阳活动高、低年扩展F发生率都存在双峰结构。太阳活动高年,低纬海南站双峰结构集中在春、秋分季节,而中纬站则集中在冬、夏季节,扩展F较容易发生的地方时低纬站主要集中在子夜前,而中纬站则偏向子夜后;在太阳活动低年,中、低纬双峰结构都出现在冬、夏季节,低纬海南站扩展F较突出的出现在子夜前后,而中纬台站则主要出现在子夜及子夜后。其次,双峰结构中的细节表现不同,如低纬海南站太阳活动高年扩展F较容易发生在春分季节,但2月和4月份发生率都比较高而且接近,而太阳活动低年扩展F较容易发生在夏季月份,但5月和7月的发生率也都比较高且接近,且太阳活动高、低年低纬主峰峰值非常接近,不像中纬地区有明显的差异等。2.通过分析完整太阳活动周低纬海南站（2002-2012年）和中纬长春与乌鲁木齐站（1992-2002年）的测高仪数据,进行了完整太阳活动周扩展F特性研究。结果表明扩展F发生率与季节、地方时以及太阳F10.7的关系既表现出了与已有研究相一致的地方又存在许多不同的特征。新的特性主要体现在:在低纬海南台站显著的夏季优势中其峰值所在月份随地方时而变化,同时在扩展F发生率最低的季节（冬季）里1月份表现突出,尤其在太阳活动低年更加明显;而中纬站扩展F发生率集中的冬、夏双峰结构中,长春站冬季峰值始终出现在1月份而乌鲁木齐站冬季峰值则随地方时发生改变,两站夏季峰值出现的月份都随地方时发生改变;三台站不同持续时间扩展F事件的分布概率明显不同等。有趣的是太阳活动极低年的中纬异常很可能和短持续时间事件的高发生率有关。3.利用DMSP F18卫星上的SSUSI成像仪观察到的夜间固定地方时（20:00LT）上的OI 135.6 nm气辉辐射数据,来研究2012年1月1日至2015年12月31日期间内EIA驼峰区的季节和经度变化。我们把每天南、北半球EIA驼峰区的OI 135.6 nm气辉辐射强度视为其纬向平均和纬向波数（Wavenumbers,WN）1-4分量的叠加。在南、北驼峰区总的OI 135.6 nm气辉辐射强度的季节-经度变化上,出现明显的分季双峰结构;其经度上的波状结构在分季也很突出,并且波峰三（WN 3）结构占主导地位。而在南、北驼峰区WN 1-4分量的气辉辐射强度的季节-经度变化上,其峰值所在经度通常在至季期间比较稳定而分季会发生移动。另外的详细结果如下:（1）.在南、北EIA驼峰区,无论OI 135.6nm气辉辐射强度的纬向平均还是WN 1-4分量的振幅（除了南驼峰区WN 4的振幅外）,都具有主要的半年和年变化周期;WN 1分量的振幅通常情况下大于WN 2-4分量的振幅。（2）.两个驼峰区WN 1-2分量的相位都具有年变化周期,但是南、北驼峰区WN 1分量的相位季节变化是同相的,而WN 2分量的相位则是反相的。（3）.南、北驼峰区OI 135.6 nm气辉辐射强度和电子密度总含量（Total Electron Content,TEC）两者的WN 1-2分量的相位季节变化在4月份和至季几乎一致。