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实验室人员在低纬电离层不规则体统计特性的研究中取得进展

2021年05月08日 星期六 15:12:52

电离层F层不规则体是发生在夜间低纬及赤道电离层中的一种常见现象,其发生不仅受到地方时、季节、经纬度、太阳活动等因素的影响,也受到地磁活动和低层大气活动的影响。低纬电离层F层不规则体是造成我国南方电离层闪烁频发的主要原因,电离层闪烁会导致无线电波信号幅度和相位的随机起伏,严重时会引起信号中断。因此全面了解电离层F层不规则体的发生规律,对于通信系统、卫星导航系统具有重要的意义。

实验室杨国韬研究员团队金晗等人利用子午工程海南富克站甚高频相干散射雷达(HCOPAR)的观测数据和中国科学院地质与地球物理研究所三亚台站数字测高仪的观测数据,对2014-2017年期间我国海南上空3.2-m尺度电离层F层场向不规则体(FAIs)的发生率和垂直漂移速度Vz的统计特性进行了分析研究。

通过逐日对比分析发现,春秋季日落后FAIs的发生和Vz密切相关,当Vz的峰值超过20 m/s,FAIs的发生率明显增强,当Vz峰值超过30 m/s时,FAIs的发生率达到100%。在太阳活动低年,海南地区夏季午夜后FAIs的发生率明显低于100°E扇区,分析结果表明,这一差异主要是由于两个经度上不同的热带辐合区(Intertropical Convergence Zone,ITCZ)的活跃程度所致。另外,在太阳活动高年春秋季,增强的地磁活动削弱了海南地区的垂直漂移,进而抑制了日落后FAIs的发展,这可能与日落附近西向的扰动发电机电场或过屏蔽穿透电场的作用有关。

该研究深入分析了我国低纬地区米级尺度电离层F层不规则体的发生对太阳活动、季节、低层大气活动和地磁活动的依赖性,提高了我们对低纬地区小尺度电离层不规则体发生规律的认识。该研究成果发表在国际著名期刊Journal of Geophysical Research-Space Physics上。

文章发表信息:

Jin, H., Zou, S., Yan, C., Yang, G., Chen, G., Zhang, S., et al. (2021). A statistical study of F-region 3.2-m-scale field-aligned irregularities occurrence and vertical plasma drift over Hainan: Solar activity, season and magnetic activity dependences. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126, e2020JA028932. https://doi.org/10.1029/2020JA028932



图 1 (左)春秋季Vz峰值随F10.7指数的变化 (右)春秋季FAIs发生率随Vz峰值的变化

图 2 110°E和100°E扇区ITCZ活跃程度对比

图 3 不同地磁活跃程度下FAIs发生率的变化

图 4不同地磁活跃程度下平均垂直漂移速度Vz的变化

 

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