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《中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)》 2002年
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中纬突发E层的模拟及统计分析

左小敏  
【摘要】: 电离层突发E层的特性与机理研究一直受到广大学者的关注。本文通过统计分析得出了中纬E_s层的主要形态特征,研究了其与太阳活动的相关性,并依据现今公认的风剪切理论,模拟了E_s层在风场和电场的作用下的形成过程,得出了风场和电场随时间的变化而引起的E_s层峰值密度随时间的分布特征。 首先,我们选取典型垂测台站的f_oE_s数据进行统计分析,在证实Smith(1957)关于E_s出现率的“远东异常”的同时,着重讨论了中纬E_s出现率的季节和周日变化,得出了中纬E_s出现率(f_oE_s>5MHz)的时间变化特征:E_s最可能出现在夏季和白天,低纬地区出现率峰值的出现略后于中午,中纬地区峰值的出现略前于中午;其次,从基本的连续性方程出发,并结合运动方程,运用特征线方法求解,在合理的动力学假设条件下,模拟金属离子的汇聚,即E_s层的形成。其中采用高层大气水平风场经验模式HWM93(Hedin et al.,1996)给出风场,用Richmond et al.(1980)通过非相干散射雷达得到的漂移经验模式给出电场。模拟的结果在一定程度上证实了风剪切理论的合理性。通过改变HWM93风场和电场模式的输入参量,使模拟的结果体现出不同当地时、不同季节的金属离子汇聚情况,讨论了模拟E_s层峰值密度对风场和电场的周日和季节变化的响应,其结果与统计得到的E_s层出现率的时间分布特征相似。我们通过对HWM93风场潮汐分量的幅值的调整分析得出结论为,潮汐的相位和幅值的分布对于E_s层峰值密度的周日变化影响重大。 另外,通过对1957—1990年3个太阳黑子周期期间不同纬度台站的E_s层的临界频率f_oE_s的观测数据进行统计分析,研究了太阳活动对E_s层的强度与出现率的影响,主要结果为:临界频率f_oE_s的年平均值在白天与太阳活动呈强正相关,在夜间呈负相关。同样,E_s的出现率的年变化与太阳活动的关系也是白天呈正相关,夜间呈负相关。进一步分析表明,上述白天E_s层临界频率与太阳活动的正相关性的主要贡献来自于常规E层与太阳活动的强烈相关性。消除了背景E层电子浓度的作用后,E_s层的强度在白天与太阳活动呈微弱的正相关,在夜间呈负相关,其相关系数有比较规则的周日变化或半日变化。 总之,本文从数据统计分析和理论计算两个方面研究了中纬E_s的形态特征,并通过两者之间的比较印证了理论解释的合理性,为更深刻地认识E_s层的特性与演变规律打下了基础,对于深入探讨E_s层的物理过程提供了重要思路。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P352

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 左小敏;中纬电离层突发E层中的波动信号及长期变化特性[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2008年
【参考文献】
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4 李玉辉;中国夏季E_s出现概率的分布(f_0E_s>7MHz)[J];空间科学学报;1990年02期
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【共引文献】
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6 沈伟;文必洋;李自立;黄晓静;杨静;;高频地波雷达的电离层杂波识别新试验[J];电波科学学报;2008年01期
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10 佘承莉;於晓;罗伟华;冯健;甄卫民;;中低纬等离子体泡的非线性数值模拟[J];电波科学学报;2010年06期
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3 周率;曹建峰;毛田;李勰;李黎;;电离层对月球探测影响的定轨实验[A];S14 空间天气地基监测与数值模拟[C];2012年
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6 李秀海;曹先革;张为成;司海燕;赵晓明;黑龙;;不同电离层VTEC模型的建模效果比较[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年
7 陈鹏;陈家君;;多源数据融合的全球电离层格网模型建立[A];第四届中国卫星导航学术年会论文集-S1 北斗/GNSS导航应用[C];2013年
8 李婧华;马冠一;;台湾地区单频GPS接收机定位误差长期变化研究[A];第五届中国卫星导航学术年会论文集-S8 卫星导航模型与方法[C];2014年
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1 张城龙;双撕裂模非线性爆发磁场重联阶段的研究[D];浙江大学;2011年
2 刘朝旭;无碰撞多重X线磁场重联的Hall MHD模拟研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 杨忠炜;非稳态垂直无碰撞激波中的粒子加速[D];中国科学技术大学;2011年
4 姚丽;地震活动和太阳风扰动的电离层响应特征研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
5 冯宇波;电离层等离子体分析仪的设计与研制[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
6 张绍华;并行自适应技术在背景太阳风及快速磁场重联数值模拟中的应用研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
7 杨利平;背景太阳风的三维数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
8 涂翠;全天空大气重力波成像仪研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
9 唐斌斌;磁层—电离层大尺度电流体系研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
10 纪珍;计算磁流体力学中几种数值方法比较研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
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1 薛军琛;中国地区电离层延迟函数模型建立与精度估计[D];山东科技大学;2010年
2 史珂;基于CORS的高原地区电离层不对称性研究[D];昆明理工大学;2010年
3 郭万振;基于地面电波探测的电离层剖面重构和异常分布研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 薛时雨;非相干散射雷达信号处理系统关键技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
5 巩岩;基于CORS站区域电离层短期预报研究[D];中国测绘科学研究院;2011年
6 张熙;剪切流对撕裂模不稳定性中慢激波的形成和它的结构的影响[D];浙江大学;2011年
7 张静;热力学方法在电离层物理研究中的应用探讨[D];中国气象科学研究院;2011年
8 刘荣建;非球对称电离层掩星反演技术[D];温州大学;2011年
9 刘汉;垂直探测电离图F层描迹自动判读方法的研究[D];中国海洋大学;2011年
10 张艳艳;MHD数值模拟中的ADER数值方法[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
【同被引文献】
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1 何友文,徐品新;六十年代狮子座强流星雨爆发期间的E_s层[J];电波科学学报;1997年01期
2 张训械,曾文,胡雄,沈福祥,王瑶昆,丁海兰,闫鲁生;南海地区电离层月平均模式及其预测[J];电波科学学报;1998年02期
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5 谭子勋;远东地区f_0E_s剧增与K指数突变的关系[J];地球物理学报;1988年02期
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8 柯璇;万卫星;宁百齐;;120°E磁赤道上空电离层电子浓度总含量的混沌特性分析及非线性预测初探[J];地球物理学报;2006年05期
9 谭子勋,程小平;远东地区电离层Es的增强及其相关因素[J];空间科学学报;1986年03期
10 李玉辉;中国夏季E_s出现概率的分布(f_0E_s>7MHz)[J];空间科学学报;1990年02期
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1 牛晓娟;大气太阴潮汐及其对电离层Es层和F2层的影响[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2006年
2 谭辉;中纬电离层突发E层的统计特性及模拟研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2004年
3 姜国英;中间层—低热层大气中的行星波研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2007年
【二级引证文献】
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2 周露荣;邹玉华;;基于GPS掩星观测的全球偶发E形态学研究[J];桂林电子科技大学学报;2012年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘汉;垂直探测电离图F层描迹自动判读方法的研究[D];中国海洋大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 李玉辉;中国夏季E_s出现概率的分布(f_0E_s>7MHz)[J];空间科学学报;1990年02期
9 谭辉,谭子勋;东亚地区电离层Es出现率峰值的时空演变[J];空间科学学报;1998年02期
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【相似文献】
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4 雷源汉;赵正予;曾晓金;金延;叶冬英;;武昌电离层闪烁和磁暴的关系[A];1992年中国地球物理学会第八届学术年会论文集[C];1992年
5 乐会军;刘立波;乐新安;万卫星;;电离层日食响应的纬度变化[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
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8 宋清芝;布亚林;苗长忠;;影响河南夏季天气波动类型的确定及其应用[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
9 陈联寿;;登陆热带气旋暴雨的研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
10 常磊;;ULSI配套材料248nm(KrF)光刻胶[A];集成电路配套材料研讨会及参展资料汇编[C];2004年
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1 凯期;TSMC Like工艺有保证 客户投单中纬[N];电子资讯时报;2004年
2 本报记者 王如晨;比亚迪收购宁波中纬专攻汽车电子[N];第一财经日报;2008年
3 任爱青;中纬取得台积电产能外包授权[N];中国电子报;2005年
4 记者 张跃;中纬积体电路公司芯片月产能达到7000片[N];宁波日报;2005年
5 记者 何开余;“中纬积电”追求产品附加值最大化[N];宁波日报;2006年
6 本报记者 甘泉;中纬:在宁波保税区造芯[N];宁波日报;2005年
7 钟伟;中纬积体:专注晶圆制造服务[N];中国电子报;2005年
8 郑工;中纬在宁波保税区造芯[N];国际商报;2005年
9 宁虹;保税区中纬积体电路公司 国际策略合作又获新进展[N];宁波日报;2005年
10 兴棨;宁波中纬7月量产[N];电子资讯时报;2004年
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1 刁一娜;中纬度负指数环流与阻塞过程研究[D];中国海洋大学;2003年
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6 张秀丽;长江中下游旱涝年份低频振荡的特征及其与降水的关系[D];南京气象学院;2002年
7 龚(龙天);小型岛屿地形对登陆热带气旋影响的数值模拟[D];南京气象学院;2003年
8 陈涛;太平洋SSTA与冬季北半球大气环流异常关系的初步分析[D];南京气象学院;2004年
9 刘晓东;水汽输送对中国东部夏季雨带变化影响的诊断模拟[D];南京信息工程大学;2005年
10 刘玉芝;大气二氧化碳的辐射强迫及其温室效应的饱和度[D];南京气象学院;2002年
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