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研究进展

中国地区日夜交替线引起的大尺度电离层行扰的统计分析

发稿时间:2013-11-27 作者:

大尺度电离层行进式扰动是发生在电离层高度上的周期大于30 min,水平相速度在200-1000 m/s范围内的大气重力波引起的电离层扰动。它是电离层中常见的一种动力学过程,担负着中高层大气及电离层能量动量的水平和垂直传输的关键角色。对电离层行扰的激发、传播和耦合的研究观测,能够促进对中高层大气-电离层-磁层三者之间的相互作用和相互耦合的了解。

以往的研究表明,大尺度电离层行扰主要发生在强烈的地磁活动期间。尽管其他一些强烈的气象活动以及地震、海啸和火上爆发等也都有可能激发大尺度电离层行扰,但是这些事件都是偶发性的。而日夜交替线却是一个稳定重复的过程,因此这也为统计分析大尺度电离层行扰的传播特性提供了一个天然平台。

最近我室博士生宋茜,及合作者丁锋副研究员利用中国地区地壳形变网提供的200多个GPS接收台站的TEC数据,对中国地区由日夜交替线引起的大尺度电离层行扰进行了统计分析。结果表明:在中国地区,大尺度电离层行扰主要出现在日出以后,并且出现率存在明显的季节依赖性,冬季最大,夏季次之,分季最小;扰动等相面沿着日出线,跨越中国南北大约15个纬度;扰动水平传播方向也存在着明显的季节变化,冬季为西北向,夏季为西南向,分季则为准西向;不同速度的扰动产生于不同的高度

图1. 2011年4月22日中国地区由日出线引起的大尺度电离层扰动的二维TEC地图,黑色虚线代表日出线的分布。

图2. (a)扰动等相面位置及传播方向的确定。(b)扰动正负等相面传播距离随时间的变化

该研究成果近期发表在国际期刊Journal of Geophysical Research(Song et al. Statistical study of large-scale traveling ionospheric disturbances generated by the solar terminator over China. Journal of Geophysical Research, 2013, 118:4583-4593,doi: 10.1002/jgra.50423)。


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