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低纬（海南）地区电离层变化和扰动特性研究

作　者: 王霄
导　师: 史建魁；肖佐
学　校: 中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）
专　业: 空间物理学
关键词: 低纬电离层变化特性等离子体漂移电离层暴电场
分类号: P352
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 294次
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内容摘要

本文在观测数据分析的基础上研究了不同地磁活动和太阳活动条件下低纬电离层的变化和扰动特性，包括海南电离层各分层的参数变化和扰动特性，电离层漂移的变化特性，并与低纬度地区其他台站进行了对比分析，还对暴时东亚地区高中纬度地区台站的观测资料进行了分析，研究了电离层扰动从高纬到低纬的响应过程。特别是采用扣除中性风的方法，研究了海南地区电场的变化特性，并对海南地区的漂移变化因素进行了分析。本文较为系统地给出了海南地区电离层的参数变化特征，特别是得到了一些暴时与以往不同的季节特性；第一次给出了海南地区的电离层等离子体漂移特征，发现等离子体漂移暴时扰动在三个方向上有内在的联系，得到了电场变化曲线；研究结果还表明海南电离层的半厚指数和形状参数等与国际参考电离层IRI-2001存在很大差别；通过对强磁扰动事件期间的参数变化特性分析发现，在磁暴恢复相期间海南地区电离层底部存在一个电子密度非常大的高密度区，高密度区底部电子密度梯度随高度急剧增加，该区域的水平尺度可达100公里以上时间尺度约为2小时，连续出现过三次，这是一个在海南从来未发现的新现象；研究还发现了暴时东亚地区电离层扰动会出现高低纬负相而中纬正相的现象。上述新结果对于认识低纬电离层特性具有重要的科学意义，对于电离层预报模型的建立也有重要的应用价值。

全文目录

摘要  2-7
第一章引言  7-26
  1.1 研究目的和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-20
    1.2.1 国外电离层研究进展  8-17
    1.2.2 国内研究进展  17-20
  1.3 本文研究内容  20-21
  参考文献  21-26
第二章电离层背景及扰动介绍  26-39
  2.1 电离层背景  26-31
    2.1.1 电离层基本结构  26-27
    2.1.2 基本光化学过程  27-29
    2.1.3 动力学过程  29-30
    2.1.4 电动力学过程(或电磁学过程)  30-31
  2.2 电离层中的异常现象、不规则结构和扰动  31-35
    2.2.1 电离层中的异常现象和不规则结构  32
    2.2.2 太阳耀斑和日冕质量抛射  32-33
    2.2.3 行星际扰动和磁(亚)暴  33-34
    2.2.4 电离层扰动  34-35
  2.3 地磁参数及太阳活动指数  35-37
  2.4 电离层参数  37-38
  参考文献  38-39
第三章电离层探测、DPS-4简介及其数据格式与处理  39-56
  3.1 电离层探测简介  39-42
    3.1.1 地基探测  39-41
    3.1.2 天基探测  41-42
  3.2 DPS-4型电离层测高仪简介  42-44
  3.3 DPS-4探测原理及工作模式  44-48
    3.3.1 DPS-4探测原理  44-47
    3.3.2 DPS-4工作模式  47-48
  3.4 DPS-4数据格式及处理方法  48-55
    3.4.1 电离图的数据格式及其处理方法  49-51
    3.4.2 漂移数据格式及其处理方法  51-55
  参考文献  55-56
第四章宁静时海南地区的电离层特征  56-104
  4.1 海南地区的电离层形态特征和不规则结构  56-67
    4.1.1 分层特性  56-60
    4.1.2 海南地区的电离层异常  60-67
  4.2 宁静时海南地区电离层参数的变化特征  67-89
    4.2.1 宁静时F2层临界频率(foF2)的变化特征  68-72
    4.2.2 宁静时F2层峰值高度(hmF2)的变化特征  72-76
    4.2.3 宁静时F层最低虚高(h’F)的变化特征  76-79
    4.2.4 宁静时F2层厚度参数(BO)的变化特征  79-82
    4.2.5 宁静时F2层形状参数B1的变化特征  82-85
    4.2.6 宁静时电离层一次回波的最低频率(fmin)的变化特征  85-88
    4.2.7 宁静时扩散F指数(fxl)的变化特征  88
    4.2.8 宁静时的TEC变化特征  88-89
  4.3 宁静时海南地区的电离层参数和国际参考电离层IRI-2001的比较分析  89-99
    4.3.1 F2层临界频率foF2  90-92
    4.3.2 F2层峰值高度hmF2  92-94
    4.3.3 F2层厚度参数BO  94-96
    4.3.4 F2层形状参数B1  96-98
    4.3.5 结果讨论  98-99
  4.4 小结  99-103
  参考文献  103-104
第五章宁静时海南地区的电离层漂移特征  104-133
  5.1 DPS-4型电离层探测仪的漂移探测  104-106
  5.2 宁静时海南地区的电离层漂移特征  106-119
    5.2.1 宁静时海南地区电离层漂移在垂直方向上的变化特征  107-112
    5.2.2 宁静时海南地区电离层漂移水平方向的变化特征  112-117
    5.2.3 宁静时海南地区电离层漂移在不同太阳活动条件下的季节变化特征  117-119
  5.3 海南地区电离层漂移与Jicamarca地区电离层漂移的比较分析  119-126
  5.4 海南地区电离层漂移观测与国际参考电离层IRI-2001的比较分析  126-128
  5.5 小结  128-131
  参考文献  131-133
第六章海南地区电离层对磁暴的响应  133-164
  6.1 磁暴的定义和分类  134-135
  6.2 事件的选取  135
  6.3 电离层参数对磁暴的响应  135-148
    6.3.1 F2层临界频率(foF2)  136-140
    6.3.2 F层最低虚高(h’F)  140-143
    6.3.3 F2层电子密度峰值高度(hmF2)  143-146
    6.3.4 磁暴期间的不规则结构:散见E层(Es)及扩展F  146-148
  6.4 海南地区电离层漂移对磁暴的响应  148-157
    6.4.1 垂直漂移速度(Vz)  149-152
    6.4.2 经向漂移速度(Vnorth)  152-155
    6.4.3 纬向漂移速度(Yeast)  155-157
  6.5 特殊个例分析  157-160
  6.6 本章小结  160-163
  参考文献  163-164
第七章东亚地区高、低纬电离层对磁暴的响应过程研究  164-180
  7.1 台站  164-165
  7.2 事件选取  165-166
  7.3 事件分析  166-175
  7.4 讨论  175-176
  7.5 小结  176-177
  参考文献  177-180
第八章低纬地区等离子体漂移影响因素及暴时电动力学分析  180-190
  8.1 宁静时电离层垂直等离子体漂移的影响因素  180-181
  8.2 宁静时海南地区电离层等离子体垂直漂移影响因素分析  181-184
    8.2.1 等离子体扩散作用  181-182
    8.2.2 中性风作用  182-183
    8.2.3 电场作用  183-184
  8.3 海南地区暴时电动力学分析  184-186
    8.3.1 磁层对流电场渗透  184-185
    8.3.2 暴时扰动发电机效应  185-186
    8.3.3 TIDs  186
  8.4 暴时海南地区等离子体漂移扰动三个分量的关系分析  186-188
  8.5 本章小结  188-189
  参考文献  189-190
第九章结果与讨论  190-196
发表文章目录  196-197
致谢  197

低纬（海南）地区电离层变化和扰动特性研究

内容摘要

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