磁扰和磁静期间南极McMurdo地区电离层闪烁统计特征的对比分析

利用南极McMurdo站（地理经纬度（166.73°E,77.88°S）,地磁纬度80°S）2011-2014年电离层闪烁观测数据,对比分析了磁扰和磁静期间电离层闪烁发生率的周日分布、季节分布,以及随太阳活动变化的统计特征.结果表明:磁扰和磁静期间电离层闪烁的周日分布均在磁中午附近和磁子夜后出现峰值,而磁扰期的闪烁发生率显著高于磁静期,并且闪烁发生范围向低纬和高纬方向扩展;春秋季电离层闪烁发生率明显高于夏冬季,每年的2、3月份和9、10月份高发,冬季6月份发生率最低;磁扰期的季节性特征比磁静期更为明显,且闪烁发生范围、发生频率均明显大于磁静期;太阳活动对电离层闪烁的影响十分显著,随着太阳活动的增强,闪烁发生的范围和发生频率均明显增大.该研究结果有助于了解极区电离层闪烁的整体分布情况,将为极区电离层闪烁建模以及闪烁预报提供支持,对极区通信、导航定位等有着重要的应用价值.     

基于2007-2013年COSMIC掩星数据的电离层振幅闪烁研究

利用2007-2013年的COSMIC掩星数据，分析了E区与F区电离层闪烁的变化特征.发现用闪烁出现频次、闪烁发生率以及闪烁强度来表征的电离层闪烁出现规律比较相似.E区电离层闪烁在夏季半球的中纬地区最强，其次是春秋季的低纬地区和冬季半球.就经度分布来说，春秋季E区电离层闪烁呈四波结构.对F区电离层闪烁来说:南美-大西洋扇区在12月至点最为显著；非洲和太平洋扇区在6月至点最为显著；大西洋扇区在春秋分季最为显著.极区也出现中等强度的闪烁，尤其在南半球的90°E~180°E扇区较为显著.高纬E区电离层闪烁强度随太阳活动的增强而增强，而低纬和南半球的中纬E区闪烁随太阳活动的增强而减弱.高纬和低纬F区闪烁随太阳活动的增强而增强，而中纬F区电离层闪烁对太阳活动无显著依赖关系.对于赤道区来说，北半球60°W~60°E经度区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著，其次是南半球60°E~210°E附近；而对于高纬地区来说，F区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著的区域在南半球60°E~210°E附近.     

一种考虑春秋分不对称性的电离层闪烁发生概率季节变化模型

通过分析2010年至2017年期间的中国低纬地区海口站（20°N，110°E）特高频（ultra high frequency，UHF）电离层闪烁，发现绝大部分年份中春分前后电离层闪烁事件发生概率高于秋分前后，综合电离层垂测观测数据，认为主要原因是春秋分背景电离层电子密度和h'F日落增强现象的不对称性.最后基于电离层闪烁月发生概率统计数据，及其与季节和太阳活动的相关性，建立了一种考虑春秋分不对称性的电离层闪烁发生概率季节变化统计模型.此模型能够较好地表征电离层闪烁发生概率的季节变化特性，具有重要应用价值.     

基于掩星观测的全球低纬地区电离层不均匀体形态分析

基于气象、电离层和气候星座观测系统（Constellation ObservingSystem for Meteorology, Ionosphere and Climate, COSMIC）掩星闪烁指数观测数据,将遮掩点的位置作为电离层不均匀体出现的位置,对比分析了电离层E区不均匀体和F区不均匀体随时间、空间、太阳活动和地磁活动的变化. 发现E区闪烁主要出现于夏季半球的中纬地区;而F区闪烁主要出现于春秋季的磁赤道和低纬地区,受到地磁场的强烈控制. 除季节因素外,太阳活动对E区闪烁的影响并不是基本的,而赤道异常和赤道附近的F区闪烁受到太阳活动的显著控制:相比太阳活动低年,高年的F区闪烁强度更大,且扩展至更高的纬度. 地磁扰动时,中低纬地区电离层E区闪烁的全球分布与地磁平静时相似,但是闪烁的强度总体上略有增加,尤其是凌晨时段（00:00—06:00LT）;中低纬地区电离层F区闪烁的全球分布也与地磁平静时相似,但是闪烁强度明显增加,且扩展至更高的纬度,尤其是00:00—06:00LT及18:00—24:00LT的太平洋扇区. 两者对比表明,电离层F区闪烁对地磁活动更为敏感. 将COSMIC掩星与天基原位观测的闪烁出现率结果进行对比,发现掩星手段不仅可以反映全球尺度的电离层不均匀体变化特征,包括它随季节/经度、地方时、太阳活动和地磁纬度的变化,而且可以反映电离层不均匀体随高度的变化,这是以往的观测手段难以拥有的.     

基于全球定位系统的东亚电离层不规则体特性

利用2003年7月-2005年6月东亚110°E子午线附近的全球定位系统观测资料,对东亚区电离层不规则体形态特性及其随磁纬的变化进行了分析.主要结果表明:在处于磁纬±10°以内的磁赤道区,海南和东南亚台站存在明显的电离层不规则体活动,海南电离层闪烁与东南亚总电子含量起伏活动存在明显的相似性,在两分季明显增强且趋于对称,在两至季明显减弱且呈现一定不对称性,相对于其他季节,6月至季的电离层不规则体活动存在2～3 h的地方时延迟.而处于磁纬±14°以上的低中纬区,电离层不规则体活动会明显减弱,且南北半球呈现明显的形态差异.随着磁纬的增加,北半球电离层不规则体活动在两分季迅速减弱直至消失,在夏季相对有所增加;南半球所有季节的电离层不规则体活动会逐渐减弱直至消失.     

极区电离层闪烁特征初步分析

介绍了中国在极区的电离层闪烁观测研究工作,通过对Sodankyl(a)和Tromsφ两个观测站2004年3月至2008年9月期间的电离层闪烁观测数据的统计分析,给出了太阳活动低年该地区电离层闪烁的变化特征:随着太阳活动程度的降低,闪烁事件明显减少;由于极区与低纬地区电离层闪烁产生机制不同,极区闪烁形态主要表现为相位闪烁,幅度闪烁很少;极区闪烁不只是发生在地方时的晚上,白天也会有闪烁出现;并且,极区闪烁对季节没有明显的依赖关系,可发生在任何季节;但是,极区闪烁事件对地磁活动存在明显的响应.     

太阳活动对赤道电离层闪烁影响的初步研究

利用赤道地区瓦尼莫(Vanimo)站太阳活动高年到低年(2000-2009)L波段电离层闪烁数据,分析了闪烁随太阳活动从高年到低年的形态特征,统计研究了太阳黑子数与闪烁发生率相关性,并初步探讨了太阳活动影响闪烁的机制。统计研究结果表明:太阳活动中、高年期间,闪烁发生率有明显的季节、月、地方时变化规律;低年闪烁表现平静,以弱闪烁为主,且无明显规律;太阳黑子对闪烁发生率表现出一定调制作用,随着黑子数从高年到低年的减少,闪烁发生率呈下降趋势,中、强闪烁表现的更为突出。说明太阳活动对中、强闪烁的影响比弱闪烁更明显,但其影响机制仍须大量统计分析和理论研究的进一步揭示。     

东亚中纬地区的电离层闪烁

本文分析了新乡（３５．３°Ｎ，１１３．９°Ｅ，ＥＴＳ—Ⅱ卫星３００ｋｍ对下点纬度３２．９°Ｎ）幅度闪烁资料，并综合Ｋｏｋｕｂｕｎｉｌ（３５．７°Ｎ，１３９．５°Ｅ，ＥＴＳ—Ⅱ卫星３００ｋｍ对下点纬度３３°Ｎ）、Ｋａｓｈｉｍａ（３５．９５°Ｎ，１４０．６７°Ｅ，ＥＴＳ—Ⅱ卫星３００ｋｍ对下点纬度３３．７°Ｎ）和Ｙａｍａｇｕｃｈｉ（３４．２°Ｎ，１３１．６°Ｅ，印度洋上空ＭＡＲＩＳＡＴ卫星３００ｋｍ对下点纬度３１．５°Ｎ）站结果，得到了如下东亚中纬地区电离层闪烁的特征：１．中纬区ＶＨＦ和Ｌ波段电离层闪烁基本上是夜间现象，但夏季正午可出现次极大值；２．闪烁出现率季节变化明显，无论是ＶＨＦ波段，还是Ｌ波段，其出现率均以夏季最强，秋季次之，冬季最弱；３．逐年变化显著，夏季夜间，平均闪烁出现率与年平均平滑太阳黑子数（ＡＡＳＳＮ）的负相关关系明显，其它时间二者无关；４．夜间强闪烁和秋季午夜前后的弱闪烁，其出现率随Ｋｐ指数增加而减小，其它时间，则与Ｋｐ指数变化无关；５．夏季夜间强闪烁的平均出现率可能有经度效应，即新乡站强闪烁的夏夜平均出现率高于Ｋｏｋｕｂｕｎｊｉ站。     

低纬电离层闪烁对强磁暴的响应

利用武汉电离层闪烁和TEC的观测数据,分析了发生在2004年7月下旬和11月上旬的两次超强磁暴期间,GPS信号振幅闪烁和TEC起伏的响应特征,并对磁暴影响低纬电离层电波闪烁的机制进行了讨论。结果表明:强磁暴主相期间,L-波段振幅闪烁强度及闪烁出现率都显著增强,这种增强可归因为强磁暴引起的效应;闪烁活动的磁暴控制效应存在地方时依赖;暴时近赤道区电离层电场的极性和强度是磁暴主相期间闪烁活动及其强度增高的重要控制因素。     

电离层闪烁对星载P波段SAR的影响分析

电离层闪烁会破坏星载合成孔径雷达(SAR)回波信号之间的相关性,使其成像性能下降。已有的工作都是假设已知电离层电子密度的扰动开展的,但是目前的测量手段无法直接获取该参量。该文利用海口观测站超高频(UHF)频段太阳活动高年和中等年份的实测数据,分析电离层闪烁的变化特征,并基于相位屏理论,给出一种利用闪烁指数评估电离层闪烁对星载P波段SAR系统影响效应的方法。结果表明:电离层闪烁在低纬地区主要发生在夜间,且在两分季高发;太阳活动高年,全年约有3.8%的时间会发生电离层闪烁现象;对于P波段SAR系统来说,弱闪烁使得方位向冲激响应函数(IRF)的主瓣宽度和副瓣增益增大,分辨率下降;中等强度闪烁使得方位向冲激响应函数发生严重的扰动,副瓣增益增大到主瓣的水平,主瓣中心也发生平移,可能使得系统无法直接成像。     

Diurnal and seasonal variations of OTS amplitude scintillations

The letter reports on scintillation measurements of the orbital test satellite (OTS) BO carrier which were carried out from June to December 1983. The scintillations are characterised here by the variance of amplitude deviations from their mean. The diurnal distribution of variances exceeding a certain threshold in summer shows a strong maximum in the early afternoon and a less pronounced one around midnight. In winter these maxima are displaced by 5 and 8 h, respectively. The results on the seasonal variations indicate that stronger fluctuations occurred more frequently in summer than in winter.     

昆明站电离层闪烁形态与海口站的对比分析

对昆明站和海口站2004年1～12月的GPS电离层闪烁形态进行了对比分析.结果表明,昆明站的闪烁频率和强度均弱于海口站,其闪烁发生的时间比海口站晚大约一小时,昆明站将近90%的闪烁事件发生在观测站以南,仅个别事件发生在北向,而海口站闪烁事件发生在南向的不到70%.这充分体现了昆明站的地域特性及赤道异常区电离层不规则结构发展特性.     

Global morphology of ionospheric scintillations

Amplitude fluctuations produced by small irregularities in electron density in the F layer of the ionosphere can be a problem to communication and navigation systems in the very-high frequency-ultra-high frequency (VHF-UHF) range. Recent measurements are shown with emphasis on high and equatorial latitude observations. At high latitudes an irregularity region exists whose lower boundary reaches 57° invariant latitude near midnight. During magnetic storms the boundary descends to lower latitudes and the fading becomes deeper. Over the polar cap scintillations are somewhat diminished. Observing synchronous satellites through the irregularity region, deep fading is seen frequently with fade rates to one per second. Irregularities produce deep scintillations in the VHF range ±15° from the geomagnetic equator. In equatorial regions maximum occurrence of high level scintillations takes place between 2100 and 2400 during the equinoxes; a minimum occurrence is observed in the solstices. The data for various latitudes have been placed in statistical form, i.e., distribution of amplitudes for 15-min samples as well as for periods of one year and longer. To minimize the effect of this phenomenon on satellite transmissions, the systems designer can utilize the amplitude distributions, fading rates, and depths in designing his modulation.     

Equatorial scintillations: A review

With the advent of satellite communications systems at frequencies varying fromsim140MHz to 1600 MHz as well as navigation and ranging systems in the 1200-1600 MHz portions of the spectrum, the effect of equatorial irregularities on fading signals has become of importance. Recent observations of the signal statistics of scintillations at frequencies ranging from 136 MHz to 6 GHz reveals a power law fall off of irregularity sizes. Power spectra are now available for a variety of conditions and for frequencies from VHF to microwaves. During periods of intense equatorial activity, at frequencies to 360 MHz, Rayleigh scattering is frequently experienced. The latitudinal extent of the scintillation irregularity region has been established with a half occurrence width during years of moderate solar flux of plus and minus12deg. A correlation of in-situ measurements of irregularities from satellites had revealed the great variations in longitudinal patterns during any season. It has also allowed theDelta Nobtained from in-situ measurements to be utilized to predict scintillation excursions. New facets of scintillation activity in the equatorial region recently reported include weak daytime scintillation and the patchy nature of irregularities (small irregularities embedded in large structures) particularly noted during periods of low solar flux. Future studies will assist in the delineation of the extent of the equatorial region at frequencies from 1.5 to 6 GHz, and in the UHF range. From the viewpoint of the communicator the morphology of scintillations at microwaves has still not been reported from any long term program of measurements.