中国地区电离层f_oF_2的重构方法研究

提出了一种以中国参考电离层为背景的中国地区电离层foF2的区域重构方法,该方法根据foF2时间和空间相关性,将foF2的估计值与中国参考电离层模型值之差的相对值作为区域变化参量,引入电离层距离、经度因子和纬度因子等参数实现了电离层区域重构.利用我国电离层foF2的数据,对该方法的重构精度进行了评估,实现了中国地区的电离层区域预报.     

基于神经网络技术的f0F2短期预报方法

利用神经网络技术并考虑太阳和地磁活动对电离层的影响,提出一种提前1h预报电离层临界频率f0F2的方法.网络的输入包括时间、季节、地磁指数、太阳黑子数.太阳射电流量F10.7以及f0F2偏离月中值的一阶和二阶有限差和相对偏差.分别用广州和兰州站的历史数据进行检验,预报结果与观测数据符合得较好,比国际参考电离层更具有实用性.     

ITU-R P.434计算F2层基本最高可用频率与实测值的比较

利用我国2011年1月和7月10条斜测电路的F2层基本最高可用频率(MUF)月中值数据,与ITU-R P.434方法计算的F2层基本MUF进行了比较,分析了该方法在中国地区的适用性。结果表明:ITU-R P.434方法在中国地区具有较好的适用性,但在某些电路的个别时段偏差较大。其中,1月份在中纬地区日出时段,该方法给出的基本MUF与月中值相比偏低20%～30%,在日落时段则偏高20%～30%;低纬地区夜间时段两者的相对偏差较大,最大值达到40%.7月份,该方法的结果与各条电路的实测结果基本一致,相对偏差在-10%～20%之间。上述结果对短波通信的选频等具有一定的指导意义。     

大气折射对我国近地面无线电视距的影响分析

在无线电视距工程应用中, 常用等效地球半径因子表征大气折射的影响.为深入分析我国不同区域大气折射对无线电视距的影响, 定义了一种无线电视距因子, 以表征无线电视距相对标准大气视距的变化.基于我国区域近地面65 m高度大气折射率梯度数据, 得到了不同时间概率下我国区域无线电视距因子的时空分布, 结合拉萨、重庆、厦门、渤海湾、西沙、乌鲁木齐典型地区无线电视距因子的时间概率分布和季节变化, 分析给出了我国区域无线电视距因子的时空分布特征.分析结果表明, 我国不同地域无线电视距存在显著的时空变化, 并可导致无线电系统最大覆盖区域的显著时空变化.这些结果可为我国不同区域无线电系统设计和覆盖性能评估等提供参考依据.     

支持向量机方法在电离层短期预报中的应用

支持向量机是一种崭新的机器学习方法,将支持向量机方法应用于电离层参数短期预报,提前一小时预报了电离层临界频率foF2.用海口站太阳活动高低年各个季节的历史数据进行了检验,预报误差在不同的太阳活动水平不同的季节各不相同.预报结果与IRI比较的结果表明,支持向量机方法具有较高的预报精度,将支持向量机方法用于电离层短期预报是可行的.     

一种暴时电离层f0F2的经验预报方法

利用地磁指数Dst和AE以及电离层临界频率f0F2,通过分析磁扰期间成分扰动带的赤道向传播以及低纬穿透电场引起的等离子体漂移对电离层的影响,同时考虑地方时效应,提出一种提前1小时预报暴时电离层f0F2的经验方法,并对2004～2005年10次磁暴期间的预报结果进行检验.结果表明,该方法能较好地预测中低纬电离层暴的演化,甚至能捕捉部分正负相交替出现的扰动,但对部分重复出现的正扰动尚有待改进.方法在磁暴事件中和暴日的平均预报误差低于国际参考电离层(IRI)中用于暴时修正的STORM模型,因而更具有实用性.     

我国东南地区电离层f0F2经验模式及预测

利用我国东南地区的6个电离层站数据分析了该区域的气候学特征,用统计本征模方法构建该区域f0F2月中值的经验模式,并分析各阶本征模系数和级数的变化特点,最后用实测数据检验该模式的可靠性.结果表明:本征模方法分析具有一定的物理意义,其系数可反映f0F2的11年,年和半年变化,基函数可反映f0F2的周日变化和短期振荡,各阶级数可反映出电离层的年度异常,半年异常和季节异常等变化.而且本征模方法预测的f0F2月中值可靠性较高,能反映东南地区电离层f0F2月中值的主要变化趋势与时空分布特性.     

第23太阳活动周强磁暴行星际源的统计分析

统计了第23太阳活动周(1996-2006)发生的90次强地磁暴(Dst≤-100 nT)的行星际源.在第23太阳活动周内, 当行星际磁场(Interplanetary Magnetic Field, IMF) Bz分量南向翻转并持续较长时间时, 通常会引起强磁暴的发生, 进而引起电离层暴.文中分析了强磁暴的年分布状况以及引起强磁暴的不同行星际结构在同样活动周的分布特征, 并且分析了中国地区电离层暴事件的行星际源.统计结果显示, 1)行星际日冕物质抛射(Interplanetary Coronal Mass Ejection, ICME)是引起强磁暴的主要行星际源.在ICME中, 相对于非磁云结构, 磁云结构是引起强磁暴的主要行星际源. 2)强磁暴主要在太阳活动极大年和下降年份, 在太阳活动低年出现次数较少.强磁暴在太阳活动周的分布呈三峰结构, 并认为可能跟1999年强磁暴发生次数异常少, 使1998年凸显出来的现象有关. 3) ICME引起的电离层暴事件是共轭作用区(Corotating Interaction Region, CIR)引起电离层暴的7倍多, 这说明ICME也是电离层暴事件的行星际源.     

超强磁暴期间中低纬电离层扰动的统计分析

利用1957-2005年72次超强磁暴期间的电离层观测数据,分析了北半球120°E附近中低纬电离层的扰动特征.结果表明,电离层的扰动形态随磁暴发生季节和开始时间的不同而异.在冬季,负相扰动主要发生在中纬,低纬以正相扰动为主,分界线在满洲里和北京之间;在中纬,下午开始的磁暴所引起的电离层扰动持续时间较长,而在低纬,夜间开始的磁暴所引起的扰动持续时间较长.夏季超强磁暴所引起的电离层扰动以负相为主,下午开始的磁暴所引起的扰动最强,夜间开始的磁暴所引起的扰动持续时间较长.在分季,虽然各台站电离层仍以负扰动为主,但扰动强度和持续时间随磁暴开始时间不同有明显差异.分析表明,上述电离层扰动特征与暴时环流的影响密切相关.     

斜测链路F层最高观测频率变化特性分析

斜向探测是获取电离层状态信息的重要手段之一,根据斜向探测系统得到包含电离层状态信息的斜测电离图,能用于分析斜测链路上电离层相关参数的变化特性.以苏州—青岛和兰州—青岛两条链路为例,分析了斜向探测链路F层最高观测频率(Maximum Observed Frequency of F layer,MOFF)日变化特征;利用2013年12条斜向探测链路MOFF的观测数据,分析了冬、夏、分季的MOFF月中值变化特征,发现各链路的MOFF与电离层电子密度类似呈现出较为明显的日变化和季节变化特性.选取2013年西安—青岛、广州—海口两条链路的MOFF数据,与利用链路中点附近垂测数据计算的等效MOFF参数进行对比分析.结果表明:实测MOFF数据与等效MOFF数据具有较好的一致性,可为短波链路选频、电离层环境分析等提供参考.