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辽宁地区电离层参数fOF2时空演化特征研究

郭晓燕  
【摘要】:国外研究表明,5级以上的地震,70%的情况下在震前5天内、距震中100-200公里范围内出现电离层异常,6级以上的地震,80%在震前5天内出现电离层异常。5.12汶川大地震后,我国的科学家利用地基电离层观测资料,研究了地震前的电离层变化情况,研究结果表明,汶川地震前电离层有明显的异常变化。 地震电离层观测具有广域性、实时性、均匀性和全天时的特点。该技术在监测地震灾害及地震前兆观测研究方面已有许多探索性成果。地震科研人员已经意识到开展地震电离层监测的必要性:首先,地震电离层监测可以填补地面观测空白,通过合理配置地面资源,使我国的地震监测范围覆盖更多国土面积:其次开展地震电离层观测可以全面提高地震监测能力,获取连续的地球物理和地球化学场的信息,覆盖全球的强震多发区,使观测到地震震例的机会大大增加,实现加密观测:并且对电离层的观测相对地面干净得多,克服地面干扰重重给观测带来的严重影响。总之地震电离层观测是非常有希望取得地震预报突破的技术领域。 本文利用辽宁地区3个电离层斜测站记录到的2009年至今的观测数据,辅以天基资料,以电离层参数f0F2为研究对象,拟开展以下研究:(1)统计分析电离层参数f0F2的日变化、季节变化和特征参数时间序列变化特征。通过研究发现电离层参数f0F2日出时具有最小值,之后开始增加,在正午附近达到一天中的最大值,然后随时间减小至第二天日出时:参数值每年随时间发生季节性变化:春秋季节,幅度值较高,冬夏季节,幅度值较低。存在“冬季异常”现象;通过对特征参数分析,发现极值、均值等统计方法对野值反应敏感。针对电离层数据的特点,建议提取电离层数据异常时采取月中值和四分位数等统计方法,这些方法可以去除大数的影响,对野值抗干扰能力较强。(2)对改进克里格、普通克里格和CRI模型空间重构精度评估,统计表明,改进克里格方法优于其他方法。改进克里格方法显示无论太阳活动时期如何,辽宁及周边地区电离层参数午夜时纬度效应明显,辽宁北部高于南部,中午12时经度效应明显,辽宁西部高于东部。(3)通过与空间环境对比分析发现:随着太阳活动的增强,太阳黑子的增加,电离层参数也呈上升趋势。太阳黑子与电离层参数的变化有一定相关性:并且中等磁暴后,大地震之前电离层会出现异常扰动现象。


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