一、1999年5月11日太阳风几乎消失时的极区电离层（论文文献综述）
马羽璋[1]（2021）在《极区电离层离子上行现象研究》文中提出极区电离层是地球开向太空的“天然窗口”,是众多空间天气现象的天然“显示屏”。太阳风-磁层耦合引起的各类动力学过程如大尺度对流电场和粒子沉降等,能沿着磁力线直接映射到极区电离层,形成众多不同尺度的不均匀体结构,如暴时密度增强（Storm Enhanced Density,SED）,舌状电离区（Tongue of Ionization,TOI）,极盖区等离子体云块（Polar Cap Patch）等。而大尺度对流和粒子沉降也会通过摩擦（离子）加热和电子加热等手段调制等离子体压力梯度,进而推动电离层的离子沿磁力线向上运动形成离子上行（Ion Upflow）。大多数的上行离子在上行到一定高度后由于缺乏足够的加热/加速,会在重力的作用下落回电离层;然而一部分上行离子会受到平行电场、波粒相互作用等过程的进一步加热/加速,继续沿磁力线向外运动形成外流（Ion Outflow）。外流离子会逃逸到磁层空间,成为磁层等离子体的补充,并影响或者调制磁层的动力学过程（如磁暴期间的环电流）。因此,离子上行是太阳风-磁层-电离层耦合系统中的关键过程之一。极隙区、极光椭圆和极盖区是离子上行的主要源区,离子上行的形成与这些区域中的动力学过程,以及诸多不均匀体结构的形成与演化息息相关。然而,由于极区电离层动力学过程极为复杂多变,这些不均匀体的形成和演化极易受到太阳风-磁层-电离层/热层耦合动力学过程中众多因素的控制与影响,使得这些不均匀体所伴随的离子上行的加速机制、分布特征和离子源区等至今尚无定论。因此,本文通过事件分析、统计与建模等手段对极区电离层中不均匀体伴随的离子上行现象展开研究,希冀厘清极区电离层离子上行相关机理与分布特征,提升对极区电离层-磁层耦合过程的认识。本文结合美国国防气象卫星（Defense Meteorological Satellite Program,DMSP）、地基全天空相机和非相干散射雷达等观测数据,对极区电离层中的不同区域、不同不均匀体中的离子上行现象进行研究,统计分析了不均匀体和离子上行的空间分布、统计特征和加速机制。并基于已有的全球电离层-热层耦合模型对不均匀体伴随的离子上行进行模拟分析。在此基础上,我们进一步开展等离子体层-电离层/热层耦合建模,以研究极区电离层/热层离子上行逃逸路径及物理机制。本文主要结果归纳如下:1.极盖区中的离子上行极盖区是极区中粒子沉降较少、缺乏足够加热过程的区域。因此,极盖区中的离子通常表现为下行。为研究极盖区中何时发生离子上行,以及离子上行的空间分布和可能的物理机制,我们基于极盖区边界高能粒子沉降能通量的截止和水平对流速度的反转等特征,开发了极盖区边界的自动判定方法。并选取离子上行速度大于50 m/s且具有三个以上连续数据点的区域作为极盖区中的离子上行事件。我们利用该自动判定方法在2010至2014年的DMSPF16、F17的北半球观测数据共判定出14771个极盖区穿越事件。统计结果显示:（1）极盖区中的离子上行主要发生于对流速度和离子上行速度较高的晨侧扇区,昏侧扇区的离子密度虽较高但离子上行发生率较低;（2）极盖区中的离子上行发生率随着对流速度和太阳活动性增加而增加,且随着太阳天顶角的降低而增加;（3）极盖区中对流速度较低时,离子上行速度随着天顶角增加而增加,在太阳天顶角的0°时（春秋分）达到峰值;对流速度较高时,离子上行速度随着太阳天顶角的增加而减小。离子上行通量随对流速度和太阳天顶角的变化与离子上行速度表现相似,两者的变化均体现了磁力线上离子的时间演化效应和摩擦加热对离子上行的协同作用。2.极光椭圆中的离子上行极光椭圆伴随有较强的粒子沉降和场向电流,其引起的电子加热可形成双极电场并调制电子压力梯度形成离子上行。因此,极光椭圆是极区电离层主要的离子上行源区。我们利用2010至2013年DMSP卫星观测数据开展了极光椭圆内场向电流和离子上行相关性的统计研究。统计结果表明:（1）I区场向电流区域的离子上行率比Ⅱ区更高,为极光椭圆内的主要离子上行区域;（2）地磁活动较为活跃时,场向电流和离子上行发生率均会显着升高,且纬度分布会向赤道方向拓展;（3）晨侧 06-09 Magnetic Local Time（MLT,磁地方时）、正午 10-14 MLT、昏侧15-18 MLT和午夜22-01 MLT四个扇区更易观测到离子上行,且晨侧的离子上行发生率要高于昏侧;（4）极光椭圆中晨侧区域的对流速度较大,离子温度显着升高,表明存在较强的离子（摩擦）加热;昏侧区域的软电子沉降通量和电子温度较高,表明电子加热可能占主导;正午和午夜区域分别对应着极光活动较为活跃的极隙区和亚暴粒子沉降区,其软电子沉降通量较高,离子和电子温度均明显升高,表明在正午和午夜区域中离子加热和电子加热协同作用,形成离子上行。3.极盖区等离子体云块伴随的离子上行等离子体云块的密度通常为极盖区背景的两倍及以上,当加热过程较为充分时,会产生显着的离子上行通量,此时等离子体云块将成为重要的离子上行源区。因此,我们开发了极盖区等离子体云块的自动判定方法,并对等离子体云块伴随的离子上行展开统计研究,最终在2010-2014年的DMSP卫星观测数据中判定出3565个等离子体云块。统计结果表明:（1）地磁纬度较低的极盖区边缘区域的对流速度、电子温度、场向电流和离子上行发生率明显高于地磁纬度较高的极盖区中央区域,然而极盖区中央区域的离子温度要高于极盖区边缘区域;晨侧的对流速度和离子上行发生率高于昏侧,而昏侧的离子密度和等离子体云块发生率较高;（2）通过统计分析,我们找到了区分冷等离子体云块和热等离子体云块的判定依据:当离子温度与电子温度的比值小于0.8（Ti/Te>0.8）或者电子温度大于离子温度加600K（Te>Ti+600 K）时,等离子体云块应为热等离子体云块;反之则为冷等离子体云块;并且我们发现冷等离子体云块主要发生在离子温度相对较高的极盖区中央区域;而热等离子体云块主要发生在电子温度相对较高的极盖区边缘区域;（3）统计结果表明热等离子体云块更易伴随离子上行,主要是由电子加热和摩擦（离子）加热共同作用的结果。4.西行浪涌所伴随的离子上行西行浪涌是亚暴期间产生的强烈极光现象,其伴随的粒子沉降可通过电子加热形成离子上行。我们利用两个亚暴期间西行浪涌事件的地基全天空相机和非相干散射雷达观测数据,深入研究了极盖区的流通道与西行浪涌及其伴随的离子上行的联系。观测结果表明:（1）证实了来自极盖区的低电子密度和低电子温度的流通道可以触发并促进西行浪涌的演化;（2）西行浪涌中的极向对流和极光粒子沉降伴随有明显的离子上行,表明离子上行可能是电子沉降引起的电子加热和极向对流的上行分量共同作用的结果。5.等离子体层-电离层/热层耦合建模研究离子上行我们利用全球电离层-热层模型（GITM）对2001年3月31日的SED事件及其伴随的离子上行建模研究,并与GPS-TEC（Total Electron Content,总电子含量）和DMSP卫星观测数据进行对比分析。结果表明:模型可较好的重现SED事件,并发现SED伴随的离子上行可能源于对流增强引起的摩擦加热和极向对流的投影效应。为更好的研究极区离子上行的逃逸路径及其物理机制,我们以GITM模型为基础,尝试开发电离层-等离子体层耦合的离子上行模型。目前耦合模型的等离子体层部分已基本完成,搭建了整体架构、厘清了基本方程和运算逻辑,并初步模拟了顶部电离层到等离子体层的离子外流。结果显示氢离子在电场和磁场梯度的作用下可以从电离层顶部外流到等离子体层高度,验证了等离子体层模型模拟离子上行的有效性。并初步探究了等离子体层与电离层/热层耦合过程,为等离子体层-电离层/热层耦合模型的构建及离子上行的物理机制研究等奠定了一定的基础。本文基于天基和地基观测数据对极区不同区域及典型不均匀体结构的离子上行现象的统计特征和物理机制进行了系统研究,展示了不同因素对离子上行的作用与贡献,提升了极区不同区域、不均匀体与离子上行现象之间的物理关系的认知。利用GITM模型模拟研究了 SED伴随的离子上行,并尝试搭建研究离子上行的等离子体层-电离层/热层耦合模型。等离子体层部分的构建已经完成并可用于模拟离子外流。
梅登奎[2]（2020）在《GNSS电离层精确建模及其应用研究》文中研究说明太阳或地磁活动爆发造成的电离层空间天气效应是当前空间物理和空间大地测量等领域的研究热点,通过对电离层空间环境进行系统观测、理论研究与模型构建,对于促进电离层物理理论发展、保护人类生存环境、保障无线电通讯和提高全球定位导航系统精度具有重要的意义。近年来,全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,缩写为GNSS）逐渐成为电离层高动态监测的重要技术手段,本文基于GNSS技术,围绕电离层二维/三维建模展开研究:（1）差分码偏差是精确提取电离层延迟量时必须剔除的系统误差,本文以我国BDS（BeiDou Navigation Satellite System）卫星差分码偏差为例,研究了不同太阳活动状态下BDS卫星差分码偏差产品的稳定性差异;针对MGEX（Multi-GNSS Experiment）发布的卫星差分码偏差产品可能存在数据缺失和发布延迟等不足,采用自回归移动平均时间序列预测模型,实现了 BDS卫星差分码偏差产品短期预报,其预测结果与MGEX发布值具有较好的一致性,满足了用户对差分码偏差产品的及时性需求,弥补了差分码偏差产品的异常缺失,保证数据完整性。（2）利用国际GNSS服务组织（International GNSS Service,缩写为IGS）发布的全球电离层格网模型（Global Ionospheric Map,缩写为GIM）,监测了强磁暴期间中国中低纬度地区上空电离层TEC（Total Electron Content）水平扰动特性,初步探讨了可能触发电离层扰动的物理机制。由于我国境内IGS测站数较少,IGSGIM产品时空分辨率低,精度受限,本文利用湖南省 CORS（Continuously Operating Reference Stations）实测数据,建立湖南区域电离层TEC模型,时空分辨率明显提高,提升了电离层暴时扰动变化监测能力。另外,分析了磁暴发生期间我国中低纬地区电离层不规则体事件及其纬度差异。（3）由于电离层层析系统的不适定性,电离层电子密度层析解不唯一或者不稳定。针对此问题,本文提出一种电离层层析重构的三步改进算法。首先,改进传统乘法代数重构算法迭代公式,加快层析迭代收敛速度;其次,施加合理的水平和垂直约束条件,有效改善电离层层析系统的不适定性;最后,在垂直高度向采用不等间距格网划分方法。模拟实验和实测数据证明了改进算法可以有效提高电子密度层析重构质量。（4）电离层层析约束条件一般未顾及每一轮迭代结束后电子密度值的变化,在整个层析迭代过程中约束方程系数保持不变,不尽合理。本文进一步提出自适应约束电离层层析重构新算法,该算法顾及上一轮迭代结束后的电子密度变化,重新计算水平方向上高斯距离加权函数的权系数和垂直剖面上相邻像素的电子密度比值,实现自适应调整各水平和垂直约束方程系数,有效提高了迭代收敛速度和反演精度。利用新算法重构了湖南区域电离层电子密度三维分布,分析了电离层电子密度在经度、纬度和高度向上的暴时扰动变化,得到大量有益的实验结果。
王勇[3]（2019）在《极区电离层不均匀体及闪烁研究》文中认为极区电离层是日地能量耦合系统中承上启下的重要一环,地球磁力线在极区几近垂直进出并向太空开放。因而,各类太阳风-磁层-电离层耦合动力学过程能沿着磁力线映射到极区电离层,使得极区电离层伴随有大尺度对流、粒子沉降等复杂的动力学过程,并出现各种不同尺度的不均匀体,例如:暴时密度增强（Storm Enhanced Density,简称:SED）,舌状电离区（Tongue of Ionization,简称:TOI）,极盖区等离子体云块（polar cap patch）,极光椭圆（auroral oval）,中纬等离子体槽区（middle-latitude trough）等等。这些不均匀体边缘常常在各类不稳定过程的作用下形成众多微小尺度的不均匀体,进而引起电离层闪烁,使得极区电离层成为地球上两大闪烁高发区之一。近年来,随着人类航空航天活动的日益频繁和因全球变暖而对北极航道等的迫切需求,人类对极地通讯、导航、定位等的要求越来越急切,因而,对极区电离层扰动和闪烁的监测需求也越来越强烈。在此背景下,极区电离层中不同尺度不均匀体研究及其引起的电离层闪烁监测、建模等工作,日益成为国际热点课题。本文围绕极区电离层不同尺度不均匀体的观测与统计特征及其引起的电离层闪烁等开展深入研究,开发了极区电离层F层不均匀体追踪方法,构建了不同不均匀体与电离层闪烁的广域对比工具,综合研究了极区电离层F层和E层不均匀体的观测与统计特征及相应闪烁的观测特征,最后,深入研究极区电离层闪烁理论并尝试开展电离层闪烁建模工作。本文的主要工作如下:1.利用全域GPS TEC（Total Electron Content）数据开发了极区电离层不均匀体追踪方法,并应用于极盖区等离子体云块的事件及统计研究随着全球导航卫星系统（GNSS）和地面接收机的数量不断增长,全球TEC数据的空间覆盖性越来越好。这为我们提供了一种非常难得的极区电离层电子密度的全域监测方法。为了全面深入的开展极区电离层不均匀体研究,我们利用美国麻省理工学院Haystack观象台开发的madrigal数据库收集、提供的长达10多年且不断增长的全球GPS TEC数据,开发了极区电离层大尺度不均匀体追踪方法-TEC keogram。该工具能从三个方向同时连续记录各种不均匀体的形成和演化过程。这为我们挑选不均匀体事件和开展统计工作都提供了极大便利。为了进一步验证该方法的有效性,我们对比分析了TEC keogram与SuperDARN观测,发现TEC keogram中出现的极盖区等离子体云块与SuperDARN观测结果一一对应,且具有相似的运动速度。根据极盖区等离子体云块的运动路径,可以估算其平均运动速度、演化时间和寿命等。我们统计了TEC keogram在2015年记录的极盖区等离子体云块随月份和世界时的分布特征,发现该结果与前人的结论较为一致,并进一步估算了极盖区等离子体云块从日侧切割区域运动到夜侧极光椭圆平均所需时间约为2小时（平均运动速度约500m/s）。最后,结合行星际磁场（IMF）三分量数据,我们发现这些等离子体云块主要出现在南向行星际磁场条件下,且其平均运动速度随南向程度增强而变大,验证了可能的主要产生机制-磁重联。2.开发了极区电离层不均匀体与闪烁广域对比工具,用以研究F层各不均匀体引起的闪烁特征及可能的产生机制基于madrigal全域TEC数据和北极加拿大扇区广域覆盖的CHAIN观测网数据,我们开发了极区电离层不均匀体与闪烁广域对比工具。这一工具可同时连续监测极区电离层中出现的各种不均匀体的演化过程和相关区域的电离层闪烁情况。这一对比工具为我们长期连续广域监测和研究极区电离层不均匀体及其所引起的电离层闪烁现象提供了极大的便利。利用这一工具,我们进行了一个事件分析。该事件发生于2014年2月27日,当天因日冕物质抛射（CME）到达地球而引起了一个较大的磁暴,并在极区电离层形成了暴时密度增强（SED）或舌状电离区（TOI）等高密度结构。同时该SED/TOI在极隙区附近还被“切割”成一系列极盖区等离子体云块。从全域GPS TEC数据中我们可以清晰的看到SED/TOI、中纬等离子体槽（Middle-latitude trough）、极盖区等离子体云块、极光椭圆等不均匀体。与此同时,对比大范围闪烁数据,可以看出不同的不均匀体或区域所对应的闪烁特征各不相同。据此,我们将极区电离层简单的划分为四个区域进行详细分析,这四个区域分别为:SED切割区域,中纬等离子体槽区,极盖区和极光椭圆,发现:SED切割区域及中纬等离子体槽区赤道向边界处的相位闪烁指数随着对流速度增强或翻转而变大,而幅度闪烁指数依然较弱;极盖区两种闪烁指数均较弱;在极光椭圆区域,离开极盖区的极盖区等离子体云块开始进入夜侧极光椭圆,该区域伴随有明显的电离层闪烁现象,其幅度闪烁指数明显高于相位闪烁指数,这是有别于前人的研究发现,这可能与粒子沉降作用于进入极光椭圆的极盖区等离子体云块有关。3.研究了极区电离层偶发E层的观测特征、形成机理及其引起的TEC响应及闪烁特征,拓展了对极区偶发E层的认知范围人们经常关注的不均匀体通常出现在电离层F层。然而,电离层E层也会出现不均匀体。偶发E层（Es layers）就是一种经常出现在电离层E层的不均匀体。由于观测数据的稀缺,我们对极区电离层偶发E层的了解还非常粗浅。基于加拿大Resolute Bay多种观测设备的联合观测（如:测高仪、非相干散射雷达、GPS接收机）,我们详细分析了极区电离层偶发E层的观测特征,其在水平上呈带状结构且东西延展大于200km;探讨了偶发E层可能的水平输运与产生机制,由强电场驱动金属离子沉降而形成的偶发E层从日侧向夜侧运动,而与重力波相关的偶发E层则没有表现出明显地移动;确定了偶发E层引起的TEC扰动特征为脉冲型扰动紧随更快更小的扰动,扰动峰值一般小于2TECu（正常值为～0.5TECu）;首次报道偶发E层引起的电离层闪烁,其平均功率谱指数分别为-1.10（幅度闪烁）和-1.25（相位闪烁）。4.首次观测证实了传统相位闪烁指数严重依赖于电离层对流速度,挑战了该指数在极区的适用性基于SuperDARN观测的电离层对流速度和CHAIN观测网的传统闪烁指数,我们首次从观测上证实了传统相位闪烁指数与对流速度的依赖程度明显高于幅度闪烁指数,质疑了相位闪烁指数应用于极区电离层的可靠性。一直以来,在极区电离层闪烁研究中,人们长期使用传统相位闪烁指数。然而,由于这一指数的计算方法源自低纬地区,它并不能很好地适应高纬地区,尤其是强对流区域,非常容易造成“Phase without amplitude”现象,即相位闪烁指数增大,而幅度闪烁指数基本不变的特殊现象。为了解释这一现象,人们根据电离层相位屏闪烁理论和定性分析得出:当电离层对流增强时,与闪烁相关的菲涅尔频率会向高频段移动,幅度闪烁中存在菲涅尔频率滤波效应,但在相位闪烁中这一效应并不存在。而接收机自动处理软件采用固定的截止频率来滤波处理接收的幅度和相位信号,并据此计算相应闪烁指数。这样就会导致相位闪烁指数随对流速度增强而显着增大,而幅度闪烁指数由于滤波效应的存在并不会明显变化。但长期以来,这一理论解释一直缺乏直接有效的观测证据。5.初步建立了极区电离层闪烁经验模型,为极区电离层闪烁预报/现报工作奠定了基础人们一直试图利用电离层闪烁模型开展预报/现报工作。然而,这些模型输出大多依然停留在气候学层面上。为了开展全球电离层闪烁气候学模型无法做到的短期现报/预报工作,我们利用样条插值基函数开展高纬电离层闪烁模拟工作,得到更精细的闪烁分布图,并将该结果与线性插值进行对比,发现两者较为一致,验证了该模型的有效性。此外,该模型还可以在单站观测基础上“吸收”更多数据,从而更好地开展极区电离层闪烁模型现报/预报工作。这为今后极区电离层闪烁的应用与服务奠定了良好的基础。总之,本文的研究工作加深了我们对极区电离层不均匀体及闪烁特征的认知,建立了极区电离层F层不均匀体追踪方法与广域不均匀体和闪烁对比工具,开展了极区电离层F层不均匀体及闪烁特征研究,拓展了我们对极区电离层偶发E层的认知,初步建立了极区电离层闪烁经验模型,努力提高我们对极区电离层闪烁的现报和/或预报能力,从而有望改善和提高极区的通讯导航质量。
黄玲[4]（2019）在《中国区域电离层VTEC模型精化研究》文中提出全球导航卫星系统（GNSS）的不断发展和用户需求增加对电离层延迟改正模型精度的要求也随之提高,因此研究和建立区域电离层延迟精化模型以提高电离层延迟改正精度也迫在眉睫。本文围绕区域电离层监测与广域增强系统中的电离层VTEC精化建模,针对中国区域跨越中低纬地区,电离层活动变化复杂的实际问题,将地统计学（Geostatistics）中的基于空间变量随机性、结构性、相关性和变异性的Kriging空间内插方法应用到中国区域电离层VTEC精化模型中;同时,基于方差分量估计和拟合推估对Kriging空间内插格网模型进一步改进和精化,基于陆态网CMONOC观测数据构建了中国区域电离层VTEC精化模型及软件,并在此研究的基础上设计并实现了非差非组合PPP算法,同时进行了验证与分析。本文的主要工作和内容概括如下:1)综合考虑中国区域电离层活动地域性特征和电离层VTEC的时空变化特性,基于CMONOC观测数据计算的半变异函数结果,对中国区域电离层半变异函数的分布特征、变化规律进行了系统性研究与分析,总结了电离层VTEC的空间结构性和变异性规律,设计了充分顾及电离层活动时变性且灵活可调的半变异函数的构建方法,提供了有效的空间变量结构相关性与变异性信息,为中国区域电离层精确模型化提供有效支撑和基础。2)基于CMONOC数据统计、构建的灵活可调的半变异函数,本文实现了中国区域电离层VTEC Kriging空间内插优化算法,该算法可获得最优无偏线性（BLUE）估计量,给出了优化的内插估计精度;在此基础上,本文进行了中国区域电离层VTEC Kriging格网模型精化研究,设计并实现了基于Kriging空间内插优化的中国区域电离层格网精化模型处理软件。与多种函数基模型和VTEC产品的对比分析表明,由于Kriging空间内插优化模型充分顾及了VTEC变量空间结构与变异性,更符合理论与实际情况,内符合精度在2 TECU以内,格网点估计精度历元均值在14 TECU左右,更适用于电离层活动复杂变化的中国地区3)首次提出了基于方差分量估计的Kriging电离层格网模型建立方法-KVCE。该方法充分顾及并优化匹配了观测噪声与随机信号模型的方差协方差阵,进一步改进了中国区域VTEC模型。与多种模型进行了多角度综合对比与分析,结果表明,KVCE方法的局部内插精度约为1.37 TECU,比普通Kriging空间内插模型和多项式内插方法分别提高了1.2和0.7 TECU左右;区域建模精度约为1.5 TECU,比函数基模型提高了约1.0 TECU;格网VTEC估计精度历元均值约在3 TCEU以内,日均值在1 TECU以内,优于普通Kriging方法,且在边际区域的优势更加明显。4)对中国区域电离层VTEC精化模型在不同太阳活动水平下的性能进行了验证与分析,从绝对精度和相对精度统计分析了建模残差RMS、格网VTEC估计中误差MSE和外部检核站检核结果,数据表明,太阳活动水平较强烈时,区域电离层精化模型改正效果仍与太阳活动平静期相当,太阳活动峰值和谷值时,建模残差RMS分别约为2.63与2.60 TECU,MSE均值分别约为4.52与4.35 TECU,两种情况下的内符合精度相当;整体上,中纬度地区改正精度优于低纬度地区。从外部检核的外符合指标来看,测站残差单天均值均分布在-22 TECU左右,低纬度测站的残差较大约为-8 TECU;中低纬度区域测站残差RMS都分别在15 TECU和515 TECU;各测站单天平均改正效果均达到80%以上。5)单频SPP定位验证分析表明:基于CRIM（China Regional Ionospheric Map）的单频SPP三维定位精度在中高纬度地区和低纬度地区分别优于1.4m和3.2m,比利用CODE的单频SPP定位精度提高了0.21.0m6)利用非差非组合PPP（IC-PPP）算法,验证了中国区域电离层精化模型的性能。与CODE的电离层产品辅助IC-PPP的定位结果进行对比,CRIM辅助的IC-PPP,提高了初始定位精度、加快双频非差非组合PPP的收敛速度。在不同纬度地区,基于CRIM高精度电离层延迟改正信息约束的IC-PPP在平面与三维分别收敛至10cm、15cm、20cm等不同精度时的收敛速度,比CODE分别提高了1.8、1.3、1.0分钟和3.9、3.0、1.8分钟,在北向、东向和高程方向上的初始定位精度分别提高了12cm（23.5%）、13cm（35.1%）、6cm（7.8%）。
党童[5]（2018）在《热层电离层耦合过程的模拟研究》文中认为电离层热层系统是空间天气的重要组成部分,对通信、导航、卫星和航天飞机的空间活动等都会产生深远影响。这一区域既受到太阳风磁层活动的影响,也通过大气波动耦合与低层大气进行能量和动量的交换。同时在电离层和热层内部也存在着复杂的光化学、动力学和电动力学耦合过程。因此,对热层电离层耦合系统的研究具有重大的科学意义和应用价值。数值模拟是研究这一耦合系统的有效手段之一。本文基于全球电离层-热层-电动力学耦合模式,发展和完善了模式的诊断方法,进而研究电离层热层的耦合过程,探究电离层热层变化规律及其形成物理机制。同时,本文将模式的空间精度拓展至经纬度0.625° ×0.625°,在目前同类模式具有较高精度,并以此为基础研究了磁暴和日食期间电离层和热层的响应特征,取得了一系列原创性发现。主要工作如下:一、完善数值模式诊断方法,探索电离层-热层耦合现象的物理机制（1）探究形成电离层赤道异常半球不对称性的物理机制赤道异常是低纬电离层的一种经典现象,过去研究发现赤道异常的全球分布存在明显的南北半球不对称性,但其产生的物理机制尚不清楚。本研究利用电离层热层耦合模式,结合模式诊断方法探究了 6月份赤道异常南北半球不对称性的产生机理。研究发现,跨赤道中性风造成的夏季到冬季半球的等离子体输运过程是产生赤道异常半球差异的主要因素,光化学作用也有贡献。此外,本研究还发现这一半球不对称性存在显着的经度变化,这一变化由地理坐标和地磁坐标的偏离造成。通过对氧离子连续性方程的分析表明由坐标偏离导致的中性风经度变化是产生半球不对称性经度结构的主要原因,而电场漂移和光化学作用的贡献较小。（2）阐明电离层年异常现象的新机制电离层年异常指全球范围内12月份电离层电子密度大于6月份的现象。虽然年异常现象早有报道,但其形成机理至今尚不透彻。以前的研究认为,12月和6月的日地距离差异、地磁场位形以及低层大气潮汐上传都是造成电离层年异常现象的可能因素。然而。本研究结合电离层热层耦合模式,通过一系列控制变量模拟实验,探究了日地距离影响电离层年异常现象的物理机制。我们的研究发现,12月和6月的日地距离差异是产生电离层年异常现象的主导因素。具体地说,日地距离主要通过光化学过程和双极扩散引起6月和12月的电子浓度差异。在白天,日地距离效应导致原子氧电离和中性成分复合的差异,进而造成电离层年异常现象。而在中纬度区域,日地距离也能引起等离子体温度的年变化,从而通过双极扩散作用影响年异常现象。此外,在夜间,中性成分复合和扩散过程也受日地距离作用调制,造成夜间电离层的年异常现象。二、发展高精度的电离层热层耦合模式,探究电离层中尺度物理过程（1）实现高精度（0.625°×0.625°）的电离层-热层耦合模式中尺度的电离层热层变化是空间天气中的重要过程,然而常见的电离层热层模式无法达到模拟中尺度过程所需要的空间精度。高精度模式开发的挑战在于极区数值解的稳定和收敛问题。原有电离层热层模式在极区采用傅里叶滤波的方法,在极区每个纬度截断一定频率的高频振动,用以保持数值稳定。但是,该方法会造成极区的非物理结构,同时也会改变所模拟的真实物理过程的结构,而且不同纬度的截段频率需要通过大量的数值实验进行确定,导致模式精度难以提高。本研究在已有电离层-热层耦合模式的基础上,在极区引入分段抛物线重构的方法,避免原有傅里叶滤波引起的信息丢失和非物理结构,且不需要进行复杂的数值实验来确定傅里叶滤波的截止频率,保证数值计算的稳定和收敛。同时,基于该重构方法,实现经纬度1.25°×1.25°和0.625°×0.625°的高精度电离层热层耦合模式。（2）发现磁暴期间电离层双舌状等离子体结构地磁扰动期间,在极区对流电场作用下,中纬度地区日侧的高密度等离子体被进一步输运到极盖区,从而产生电离层舌状等离子体（Tongue of Ionization,TOI）结构。TOI结构是指在正午-午夜方向上从中纬延伸到高纬区域的狭长高等离子体密度区域。虽然TOI结构已经被广泛报道,但受观测覆盖范围和模拟精度的限制,TOI结构的精细演化过程却很少被研究。本文利用高精度（0.625°×0.625°）模式研究2013年3月17日磁暴期间的极区电离层变化特性。首次发现,在磁暴主相期间,两个舌状电离结构同时出现。两个舌状结构分别来自晨侧和下午侧的极区对流电场。双TOI结构的产生与极区对流结构和中纬等离子体源区的位形有关。（3）揭示日全食期间的电离层-热层的全球响应日食期间,月球的阴影会扫过地球。通过影响太阳辐射和能量注入,日食会对电离层和热层系统产生显着影响。本文利用高精度（0.625°×0.625°）模式研究了 2017年8月21日的日全食对电离层-热层系统的影响。研究发现电离层和热层对日食的响应不仅局限在月影的日食区内,而是有着全球的响应。通过动力学和电动力学的耦合过程,电离层电子浓度、漂移速度以及热层风场、成分都呈现显着的全球扰动。日食结束后,热层扰动以大尺度行进式扰动的形式向全球传播,造成全球热层电离层系统的扰动。同时,通过全球电动力学耦合过程,电离层电场在日食开始之初就呈现全球的响应。（4）首次报道日全食对极区电离层舌状等离子体结构的影响极区电离层是连接中高层大气和磁层的重要区域。然而,鲜有工作研究中低纬日食对极区电离层的影响。基于高精度（0.625° ×0.625°）数值模式,本文探究了 2017年8月21日的日全食对极区电离层的影响。研究发现,虽然此次日全食位于中纬度区域,但其对极区电离层也能产生显着的影响。由于中纬度源区电离层电子密度降低,极区电离层的舌状等离子体结构被明显抑制。GPS TEC观测结果也支持这一结果。此外,日食可以引起的极区电离层电导率变化,而后者在磁层动力学及磁层-电离层耦合中起重要作用。本文提出了日食对电离层-磁层耦合过程的潜在影响。
刘磊[6]（2017）在《基于多源数据的电离层建模及暴时电离层扰动分析》文中认为电离层电子总含量（Total Electron Content,TEC）是监测电离层时空变化的重要物理量,基于GNSS双频观测值获取TEC 一直是研究电离层的重要手段。近几十年来,包括我国北斗导航卫星在内的GNSS技术的快速发展为测定TEC提供了新的手段,该技术可以提供高精度、高时空分辨率的电离层观测资料。电离层监测与建模能够利用相关探测数据反演电离层的精细结构,在磁暴、电离层扰动等空间环境监测以及电离层延迟修正等方面有着重要的科学意义和应用价值,相关技术方法的研究与发展在大地测量和空间物理等领域一直受到广泛关注。电离层扰动一直是国际上电离层研究中的重点内容,也是当前空间天气研究中的重要组成部分。现今,受益于多源电离层探测手段的发展,为人们更好的认知电离层空间环境开辟了新的路径。本文在介绍了电离层基本理论的基础上,重点介绍了多源电离层观测数据获取的处理流程,卫星和接收机硬件延迟偏差估计、二维/三维电离层模型构建以及磁暴期间电离层扰动监测等方面的内容。具体而言,本文主要研究内容如下:（1）多源电离层数据融合地基GNSS站点在全球分布不均匀,在南半球以及广大的海洋区域几乎无基准站分布,导致了全球电离层模型在这些区域的精度较低,在某些区域甚至出现了大量的与实际情况不符的VTEC为负值的现象,在CODE和ESA的IONEX产品中也存在类似的问题。现阶段,地基GNSS仍是电离层探测最重要的技术手段之一,多频多模GNSS的发展为空间电离层探测提供了日益丰富的观测资料。COSMIC的应用极大地改善和提高了天基TEC观测的覆盖能力;Jason-1和Jason-2两颗海洋测高卫星的扫描范围可覆盖全球90%的海洋面,这种独特的优势恰好可以弥补地基GNSS观测数据在海洋上的空白。本文将空基海洋测高卫星、COSMIC系统的电离层数据与地基GNSS观测数据进行融合,极大地改善了电离层穿刺点在全球的分布。（2）BDS卫星和接收机硬件延迟偏差（DCB）估计DCB是获取TEC过程重要的误差项,现阶段BDS卫星和地面跟踪站数量较少,用BDS单系统获取的DCB精度有限。另外,考虑到BDS空间段采用GEO/IGSO/MEO混合的星座架构,建设初期很难保证各类BDS卫星DCB的稳定性相同,且各种类型卫星的空间分布、不同轨道高度处的外部环境、观测值质量等可能不同,由此引起的误差会通过“零均值”基准污染所有卫星DCB参数的估值。针对此问题,本文基于CODE GIM,采用两种不同的“零均值”基准约束策略,求解BDS的DCB并对其进行精度评估。结果表明,相对于约束1,施加约束2后IGSO和MEO卫星DCB估值更加稳定,IGSO和MEO卫星的稳定性（分别在0.1 ns,0.2 ns左右）优于GEO卫星（0.15～0.32 ns）。约束2的DCB估值效果不仅与CAS/DLR产品有较好的一致性（Bias:-0.4～0.2ns）,而且顾及了 BDS卫星DCB间的稳定性差异。两种约束方案下,BDS接收机DCB的STD无明显变化,说明约束的选择对BDS接收机DCB的稳定性无明显影响。（3）二维单层/三维层析模型构建在获取各类观测数据后,构建融合多源数据的电离层二维模型。本文将天基观测数据（测高卫星和掩星数据）与地基GNSS观测数据进行融合,从而有效提高GIM在海洋地区的精度和可靠性。结果表明加入空基数据之后,GIM在海洋上的精度得到了提高。但是,二维模型是基于单层假设建立的,只能从整体上了解电离层电子含量变化,而借助于电离层层析技术可以重构三维电离层结构,为我们全方位的认识电离层提供了一种新的途径。本文以函数基层析模型为研究对象,提出了考虑投影函数的函数基层析算法,并将其应用到磁暴期间电离层扰动监测中。（4）磁暴期间电离层扰动监测2015年3月17日发生了近10年最为强烈的磁暴（minimum SYM-H=-233nT）,本文利用全球3000多个GNSS台站数据和中国区域电离层测高仪数据,以总电子含量TEC、二阶差分算子TECT、TEC的变化率ROT及其标准差ROTI作为表征电离层扰动的特征参量,对此次电离层暴进行分析。结果表明,高纬度区域最早（～06:00UT）发现电子浓度增加现象,并有赤道向拓展趋势,这与高能粒子在极区沉降、极区活动显着增强有关;从GIM的RMS、全球ROTI以及不同经度链的二阶差分可发现,主相阶段有3次赤道向TID,扰动在北美洲向低纬拓展最低达～40°N,扰动时段与AE峰值阶段大致相符,可认为三次扰动与AE有关,并在AE作用下激发AGW向低纬传播所致;最强正暴位于南美洲和南大西洋海域上空（幅度超过300%,00:00-04:00UT 18 March）,呈现明显的半球不对称现象,该现象可能与热层成分变化、IMF By的方向以及地磁场的强度等有关;3月18日除低纬区域外,全球以负暴为主,存在赤道向拓展、逐渐衰减的趋势,并以中国区域测高仪的foF2的变化进一步说明电离层负暴的演变过程;负暴可用暴环流理论解释,并用TIMED/GUVI提供的O/N2分布给予验证。
刘雯景[7]（2017）在《暴时及临震电离层扰动特征研究》文中提出电离层是距离地表最近的大气电离区域,作为短波通讯的介质,和人类生活密切相关。电离层可以使通过它传播的无线电波发生反射、折射、散射和吸收等效应,进而对无线电通讯、广播、无线电导航、雷达定位等有重要影响。此外,随着空间探测技术的日益成熟,人们通过多方位的电离层观测手段,获得了大量的电离层观测数据,极大的推动了电离层的研究进展。太阳风-磁层-电离层耦合以及岩石圈-大气层-电离层耦合一直是广大学者们研究的热门问题。了解暴时以及临震电离层的异常特征对于空间环境建模以及灾害性空间天气预报具有重要的科学意义。本文通过个例分析和统计分析分别研究了暴时电离层扰动特征以及临震电离层异常的时空变化特征,主要研究工作与结果归纳如下:（1）本文给出2004年11月9-10日一次超级磁暴期间低纬和赤道电离层响应的观测和模拟结果。观测数据包括GPS-TEC,Jicamarca非相干散射雷达（ISR）的等离子体漂移和垂测仪F2层虚高和临界频率。观测和模拟结果均显示磁暴期间 Jicamarca 扇区白天和夜间在由强东向 PPEF（Prompt Penetrating Electric Field）导致的垂直上行E×B漂移的作用下分别发生白天和夜间超级喷泉。两次超级喷泉都受到随后西向扰动发电机电场的强烈抑制。白天超级喷泉形成异常强的暴时F3层,与Balan et al.（2008）不同,SAMI2模式的模拟结果很好地再现并解释了赤道F3层的生成、发展和抑制过程,与电离图观测结果很好地一致。与白天超级喷泉不同的是,夜间缺乏光化学作用,电离层抬升后,低纬赤道电离层F区形成巨大耗空。不考虑中性风场的模拟结果很好地与观测数据一致,这说明,此次事件中,低纬赤道区中性风场效应是次要的,电离层主要受强电动力学过程的影响。（2）为了进一步理解电离层暴对经度和纬度的依赖性,本文利用Madrigal数据库的TEC数据,统计分析了 2001-2015年间的217次单主相型磁暴事件中电离层暴的响应特征,其中包括电离层暴对季节、地方时的依赖性,在不同磁暴发展阶段（主相和恢复相）电离层暴的分布特征,以及电离层暴对磁暴的延迟时间的分布特征。对于纬度的依赖性,本文主要考察了美洲扇区从赤道到高纬6个区域;对于经度依赖性,本文主要考察了中纬地区的4个经度扇区,包括美洲西部、美洲东部、欧洲以及东亚扇区。统计结果表明,电离层暴的分布特征具有显着的纬度差异,负暴主要发生在高纬地区,而正暴主要发生在中纬、低纬和赤道区。正、负暴发生率之比的最大值位于地磁纬度30°N附近。电离层暴的分布还依赖于磁暴的发展阶段。与主相期间相比,恢复相期间正暴的发生率降低,而负暴的发生率升高。但是,赤道区和低纬地区的正暴发生率在主相期间反而高于恢复相期间。此外,主相期间,赤道和低纬地区的负暴发生率高于中纬地区。电离层暴随地方时的分布具有显着的纬度差异。在高纬地区,负暴主要发生在白天,正暴主要发生在夜间。中纬地区,负暴主要发生在午夜后到清晨时间段,正暴主要发生在白天。赤道地区,正暴和负暴都主要发生在白天。相对于磁暴主相起始（Main Phase Onset,MPO）,电离层负暴响应的时间延迟大都在1Oh以上,而正暴响应的时间延迟大都在10h以下（除了赤道和低纬地区）。特别地,在中纬地区,正暴对白天发生的磁暴的延迟时间比夜间发生的要短,而负暴则相反。在中纬地区,美洲扇区和东亚扇区电离层正暴的发生率高于欧洲扇区;而欧洲扇区的无暴响应最为显着;东亚扇区负暴的“时间禁区”与美洲和欧洲扇区不同。（3）基于 CODE GIM（Center for Orbit Determination in Europe,Global Ionosphere Map）数据,本文首次尝试利用滑动中值差分计算和图像特征提取相结合的方法,统计分析了 2001-2014年全球121个MW27.0地震（震源深度DS100 km）临震0-6天震源中心附近局地TEC变化情况。结果发现,共有80个地震（66.1%）震前0-6天能提取出较为明显的TEC局地性异常现象,正异常出现的比例大于负异常;对于同一个地震,会出现正负异常两种形式,并且可能发生在同一天;震前TEC异常可能存在一定的地方时（或周期性）特征,开始于临震前不同天数相近地方时（38次）;震前TEC异常更多的发生在地方时19-6 LT,大约在日落之后到日出之前;无论地震发生在磁北纬还是磁南纬,TEC异常最常出现的方位都不位于震源中心上空,而是朝南向偏移;有40个（50%）地震在其磁共轭点附近也提取出了局地性TEC异常现象,总的来说,其异常形式和震源中心一致,但异常幅度和持续时间与震源中心并不一致。主要运用异常电场假说对上述现象进行了解释;地震电离层异常现象复杂多变,需要结合更多的事例和观测资料深入研究。
陈玉梅[8]（2017）在《极区中层冬季回波统计分析研究》文中认为极区中层冬季回波（PMWE,polar mesosphere winter echoes）是极区冬季探测到的来自中层50-80km高度范围的雷达回波,其产生机制目前还没有定论。本文的研究基于欧洲非相干散射雷达（EISCAT VHF radar）2003-2014年对PMWE的观测数据,主要目的是统计分析PMWE的平均特征。PMWE相比PMSE极其稀少,在本文中PMWE的平均出现率约为3.26%。分析PMWE的日变化,发现出现率最高的时间段是上午11-12点,比例高达21.8%,92%的PMWE出现在时间段8-15点之间,即大部分PMWE都出现在白天,晚上的出现率很低,表明太阳辐照对PMWE的形成至关重要;关于PMWE的高度分布,本文统计的PMWE高度范围在57-77km,且在66-67km的高度范围出现率最高。PMWE出现在高度65-68km之间约占55.8%,即一半多的PMWE都出现在65-68km高度范围。86.6%的PMWE出现在62-70km高度范围,而在62km以下范围出现的比例很小,即PMWE主要出现在高度范围62-70km之间;分析PMWE的季节变化,发现PMWE在11月的出现率最高,约为9.4%,其次为十月,在12月的出现率最低;分析PMWE的年变化以及持续时间,从统计上看,太阳活动高年期PMWE的出现率高、回波强度大,持续时间长且连续高度跨度大。将PMWE的年均出现率与年均F10.7和年均AP值分别进行相关性的研究,发现PMWE的年均出现率与年均AP值存在明显正相关关系,表明高能粒子沉降对PMWE的形成有重要作用,与年均F10.7没有直接关系,从F10.7的广义含义讲,PMWE虽然与太阳活动有关,但并非简单的线性关系,进一步表明PMWE的形成受多种影响;从F10.7狭义含义上讲,太阳赖曼α辐射与PMWE的产生没有直接关系。本文还单独研究了2004年11月太阳质子事件期间连续五天出现的PMWE,发现电离层D区的电子密度增强是PMWE形成的先决条件,PMWE在白天的出现率很高,在夜晚却很少,因为白天D区的电离水平更高。有两个原因导致白天D区的电子浓度更高:其一,由于最大量的电离是由太阳电磁辐射引起的,因此地球的夜晚和远离太阳的极点（取决于季节）比地球日侧的离子少得多;其二,在夜晚电子吸附中性分子形成负离子的吸附率大大提高了,造成电子浓度降低,当电离层D区受到光照时,电子开始从负离子中分离,自由电子逐渐增加。
赵凯[9]（2015）在《电离层离子上行的磁扰时变化特征与建模研究》文中认为电离层等离子体的主要来源是延磁鞘开放磁力线和磁尾重联注入的高能电子和质子以及太阳极紫外射线（EUV）对电离层中性气体的电离。然而,磁层等离子体的来源问题相对复杂,虽然研究表明太阳风等离子体的注入和电离层上行离子都是磁层等离子体来源,但是这两部分来源的比例和传输路径仍然是个具有挑战性的课题。目前较一致的观点认为电离层上行离子是磁层等离子体的重要来源,但是离子上行的数量级和源区分布等问题还并不是完全清楚。因此,研究电离层离子上行对探讨电离层这部分较冷的等离子体加热和传输机制具有重要意义。本文使用FAST卫星TEAMS仪器在第23周太阳活动下降相2000年3月到2005年10月数据,在给定离子上行事件确定准则的基础上,从地磁扰动水平、离子能量、离子质荷比角度,分别讨论:1)离子上行源区的分布和扰时变化特征;2)离子上行强度的半球分布特征和"半球不对称性";3)不同能量离子上行源区和强度的差异,以及扰时上行强度变化;4)不同质量离子上行源区和强度的差异,以及扰时上行强度变化;5)电离层离子上行强度的经验回归模型,以此为基础讨论1RE高度内离子上行的影响因素和加热机制。取得了一致的结论,比如地磁扰动期间上行强度得到增强、"稳定的上行源区"、上行率的"晨-昏不对称性"和"昼-夜不对称性"、H+上行强度显着大于O+、上行强度随着高度升高而增强、上行强度存在太阳活动周期等。同时得到了一系列新的结论,比如扰时上行率增幅的"半球不对称性"、日侧高纬"冷上行"和夜侧极光加速区"热上行"、不同能量离子扰时上行率增幅的不一致性、地磁扰动期间上行O+比例不断增加等。通过分析离子上行率的"昼-夜不对称性",讨论了日侧高纬极尖区电流和场向电流提供离子上行必须的场向电势差大小,通过分析上行强度的太阳活动周期,讨论了不同高度上离子上行（外流）的不同影响因素和加热机制。研究表明,对不同质量、能量范围的上行离子而言,地磁扰动期间电离层离子上行强度的增强在两个半球间并不相同,南半球的增幅比北半球更明显,扰时上行率增幅存在显着的"半球不对称性";通过对比不同能量离子上行的源区和强度,我们发现日侧高纬极盖区和极尖区上行的离子以低能（80eV-1keV）离子为主,即"冷上行",而夜侧极光加速区上行离子以高能（1-12keV）离子为主,即"热上行"。这表明分别从磁鞘开放磁力线和磁尾闭合磁力线区域沉降至电离层的高能粒子是电离中性气体的主要热源,但是由于离子加热和场向电势差的原因,延开放磁力线上行的离子其平均能量相对较低。此外,我们还发现磁扰时高能离子上行率的增长比低能离子更明显,即地磁扰动对高能离子上行的影响程度更大;通过对比不同质荷比离子上行的源区和强度,发现两种离子具有相似的源区分布（如"稳定源区"）和磁扰时变化特征。但由于离子加速、加热机制和背景密度的不同,H+的半球平均上行率约为O+的1.98-2.92倍,上行净能通量约为1.86-7.76倍（磁扰期和平静期）,来源于电离层的上行O+受地磁扰动影响更显着,地磁扰时期间两种成分离子的比例减小,上行O+比例增加;综合分析所有地磁活动水平和不同离子质量,发现夜侧极光加速区离子上行率相对日侧高纬极尖区大20-40%,这种上行率的"昼-夜不对称性"表明,在此两个区域提供离子上行场向电势差的极尖区电流强度比场向电流要弱;本文研究高度范围内的H+和O+上行强度均显示出与太阳活动的正相关性,通过与前人结论的比较,我们认为加热较高高度（>2RE）上离子上行（外流）的能量主要来源为磁鞘太阳风进入和磁尾重联能量注入,而较低高度上离子上行的加热效率程通常与太阳EUV、UV通量相关性较大。本论文中,在不严格区分上行离子锥和离子束的情况下,电离层离子上行率的季节分布不显着。但是,上行离子事件发生率具有显着的太阳活动依赖性,从太阳活动高峰年至低谷年半球平均上行率呈明显的减弱趋势,高年上行H+的发生率为低年的3倍左右,O+接近5倍左右。最后,本文建立的2000-4200km高度范围内离子上行强度的经验回归模型已经可以模拟定态太阳风和地球磁场条件下磁平静期和磁扰期上行强度的半球分布,可表征出"稳定上行源区"、扰时上行强度增强和上行率的"晨-昏对称性"等特征,但该模型仍需要改进。
刘瑞源,杨惠根[10]（2011）在《中国极区高空大气物理学观测研究进展》文中指出中国南极长城站、中山站、昆仑站和北极黄河站有着独特的地理位置,非常适合于开展极区高空大气物理学的观测研究。回顾中国极地考察研究近30年历程,综述极区高空大气物理学研究方面取得的主要进展,他们是:在南极中山站和北极黄河站建立了国际先进的极区高空大气物理共轭观测系统,实现了极区空间环境的连续监测;在极区电离层、极光和粒子沉降、极区电流体系、极区等离子体对流、地磁脉动和空间等离子体波、极区空间环境的南北极对比、极区空间天气、非相干散射雷达功率谱、电离层加热试验和极区中层夏季回波研究、极区电离层-磁层数值模拟等方面取得了一些原创性的研究成果。最后展望中国极区高空大气物理学研究的发展前景。
二、1999年5月11日太阳风几乎消失时的极区电离层（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、1999年5月11日太阳风几乎消失时的极区电离层（论文提纲范文）
（1）极区电离层离子上行现象研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太阳风、磁层、电离层/热层概述 |
| 1.1.1 太阳风 |
| 1.1.2 磁层 |
| 1.1.3 电离层/热层 |
| 1.2 太阳风-磁层-电离层耦合过程 |
| 1.2.1 磁层-电离层大尺度对流 |
| 1.2.2 粒子沉降 |
| 1.3 离子上行 |
| 1.3.1 离子上行概述 |
| 1.3.2 离子上行机制 |
| 1.3.2.1 离子加热 |
| 1.3.2.2 电子加热 |
| 1.3.2.3 其他影响因素 |
| 1.4 极区电离层不均匀体及其伴随的离子上行 |
| 1.4.1 暴时密度增强 |
| 1.4.2 亚极光带极化流 |
| 1.4.3 极盖区等离子体云块 |
| 1.4.4 极光 |
| 1.5 论文主要工作 |
| 1.6 论文创新点 |
| 第二章 研究手段 |
| 2.1 观测手段 |
| 2.1.1 美国国防气象卫星 |
| 2.1.2 非相干散射雷达 |
| 2.1.3 全天空相机 |
| 2.2 数值模型 |
| 2.2.1 全球电离层-热层模型 |
| 2.2.2 热层-电离层电动力学通用环流模型 |
| 第三章 极盖区/极光椭圆中的离子上行 |
| 3.1 极盖区中的离子上行 |
| 3.1.1 极盖区离子上行判定 |
| 3.1.2 统计结果分析 |
| 3.2 极光椭圆离子上行 |
| 3.2.1 极光椭圆离子上行判定 |
| 3.2.2 统计结果分析 |
| 3.3 章节小结 |
| 第四章 极区电离层不均匀体伴随的离子上行 |
| 4.1 等离子体云块伴随的离子上行 |
| 4.1.1 等离子体云块判定 |
| 4.1.2 统计结果分析 |
| 4.2 西行浪涌伴随的离子上行 |
| 4.2.1 西行浪涌事件一 |
| 4.2.2 西行浪涌事件二 |
| 4.2.3 观测结果讨论 |
| 4.3 章节小结 |
| 第五章 等离子体层-电离层/热层耦合离子上行模型初探 |
| 5.1 电离层/热层模型 |
| 5.1.1 模型简介 |
| 5.1.2 基本方程 |
| 5.1.3 电离层/热层模型有效性验证 |
| 5.1.3.1 暴时密度增强及其伴随的离子上行观测 |
| 5.1.3.2 模拟与观测结果的对比分析 |
| 5.2 等离子体层模型 |
| 5.2.1 模型简介 |
| 5.2.2 基本方程 |
| 5.2.3 等离子体层离子上行/外流模拟结果分析 |
| 5.3 等离子体层与电离层/热层耦合初探 |
| 5.4 章节小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表文章目录 |
| 参加会议目录 |
| 获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）GNSS电离层精确建模及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究发展与现状 |
| 1.2.1 电离层二维TEC建模研究进展 |
| 1.2.2 电离层电子密度三维层析反演研究进展 |
| 1.3 主要研究内容与章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 基于GNSS的电离层建模基本原理 |
| 2.1 电离层基本特性 |
| 2.1.1 电离层时空变化特性 |
| 2.1.2 电离层对GNSS信号的影响 |
| 2.1.3 太阳和地磁活动对电离层的影响 |
| 2.2 电离层TEC提取方法 |
| 2.2.1 差分码偏差精确处理方法 |
| 2.2.2 载波相位平滑伪距法提取电离层STEC |
| 2.3 电离层二维TEC建模原理 |
| 2.3.1 电离层薄层假设与投影函数 |
| 2.3.2 电离层二维建模数学模型 |
| 2.4 电离层电子密度三维层析反演原理 |
| 2.4.1 电离层层析模型 |
| 2.4.2 电离层层析算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 强磁暴期区域电离层TEC建模与扰动监测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 差分码偏差稳定性分析及其短期预报 |
| 3.2.1 数据处理方法 |
| 3.2.2 实验结果与分析 |
| 3.3 中国中低纬度电离层TEC扰动分析 |
| 3.3.1 利用IGS全球电离层格网产品监测电离层TEC扰动 |
| 3.3.2 电离层TEC扰动机制探讨 |
| 3.4 中国中低纬度不规则体结构监测 |
| 3.4.1 数据处理方法 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.5 湖南区域电离层TEC建模及其扰动监测与分析 |
| 3.5.1 实测TEC与IGS-TEC的比较 |
| 3.5.2 强磁暴期间湖南区域上空电离层TEC扰动变化分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 一种电离层层析重构的三步改进算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三步改进算法基本原理 |
| 4.3 改进算法的数值模拟实验 |
| 4.4 改进算法的实测数据验证 |
| 4.4.1 层析重构电子密度剖面与测高仪实测数据对比 |
| 4.4.2 电子密度随经纬度和高度的变化分布分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 自适应约束电离层层析重构新算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新算法的基本原理 |
| 5.3 新算法的数值模拟实验 |
| 5.4 新算法的实测数据验证 |
| 5.4.1 磁静期电离层电子密度反演结果 |
| 5.4.2 强磁暴期电离层电子密度反演结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 一、研究总结 |
| 二、未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录A. 已发表论文 |
| 附录B. 主要参与的科研项目 |
| 附录C. 已获奖励 |
（3）极区电离层不均匀体及闪烁研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 电离层 |
| 1.1.1 电离层概述 |
| 1.1.2 电离层分层 |
| 1.2 极区电离层 |
| 1.2.1 极区电离层概述 |
| 1.2.2 极区电离层大尺度对流 |
| 1.2.3 极区电离层不均匀体 |
| 1.2.4 极区电离层不稳定性机制 |
| 1.3 电离层闪烁 |
| 1.3.1 电离层闪烁理论 |
| 1.3.2 电离层闪烁模型 |
| 1.3.3 电离层闪烁指数 |
| 1.4 论文简介 |
| 第二章 数据与方法介绍 |
| 2.1 主要观测设备 |
| 2.1.1 CHAIN观测网 |
| 2.1.2 SupcrDARN雷达观测网 |
| 2.1.3 非相干散射雷达 |
| 2.2 GPS总电子含量数据 |
| 2.2.1 TEC数据处理 |
| 2.2.2 TEC map绘制 |
| 2.3 不均匀体追踪方法 |
| 2.3.1 TEC keogram原理 |
| 2.3.2 TEC keogram与TEC map对照 |
| 2.4 广域不均匀体与闪烁对比工具 |
| 2.4.1 需求分析 |
| 2.4.2 工具开发 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 极区电离层不均匀体观测与统计研究 |
| 3.1 极盖区等离子体云块 |
| 3.1.1 背景介绍 |
| 3.1.2 观测特征 |
| 3.1.3 统计结果 |
| 3.1.4 小结 |
| 3.2 极区电离层偶发E层 |
| 3.2.1 背景介绍 |
| 3.2.2 观测特征 |
| 3.2.3 形成机制 |
| 3.2.4 小结 |
| 第四章 极区电离层不均匀体引起的闪烁特征研究 |
| 4.1 极区电离层F层不均匀体引起的闪烁特征研究 |
| 4.1.1 行星际磁场和太阳风及地磁参数 |
| 4.1.2 各种不均匀体引起闪烁对比 |
| 4.1.3 闪烁产生机制探讨 |
| 4.1.4 小结 |
| 4.2 偶发E层引起TEC扰动及闪烁特征研究 |
| 4.2.1 行星际磁场和太阳风及地磁参数 |
| 4.2.2 偶发E层TEC响应 |
| 4.2.3 偶发E层闪烁特征 |
| 4.2.4 小结 |
| 第五章 极区电离层闪烁理论与建模初探 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.1.1 闪烁功率谱特征 |
| 5.1.2 信号多径效应 |
| 5.2 菲涅尔频率滤波效应 |
| 5.2.1 理论研究 |
| 5.2.2 观测特征 |
| 5.2.3 统计结果 |
| 5.3 电离层闪烁模型初探 |
| 5.3.1 闪烁模型概述 |
| 5.3.2 样条插值经验模型建立 |
| 5.3.3 初步应用 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表文章目录 |
| 参加会议目录 |
| 获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）中国区域电离层VTEC模型精化研究（论文提纲范文）
| 博士生自认为的论文创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电离层探测技术手段 |
| 1.2.2 电离层模型理论与研究方法 |
| 1.2.3 地基GNSS电离层研究的发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与目标 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容与结构安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 基于GNSS反演电离层的基本原理与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电离层的变化特性及其影响因素 |
| 2.2.1 电离层的时空形态结构与变化规律 |
| 2.2.2 太阳与地磁活动对电离层的影响 |
| 2.2.3 电离层对无线电信号的影响 |
| 2.3 基于GNSS的电离层TEC提取与模型化原理 |
| 2.3.1 GNSS电离层TEC信息的提取 |
| 2.3.2 GNSS电离层TEC建模原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于地统计Kriging空间内插的中国区域电离层优化模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Kriging空间内插原理 |
| 3.2.1 地统计学中的基本概念 |
| 3.2.2 半变异函数理论 |
| 3.2.3 普通Kriging空间内插方法 |
| 3.3 基于Kriging中国区域VTEC精化模型的构建 |
| 3.3.1 电离层TEC估计中半变异函数选取与拟合原则 |
| 3.3.2 VTEC估计时IPP点搜索原则 |
| 3.4 建模结果验证与分析 |
| 3.4.1 中国区域VTEC半变异函数分析 |
| 3.4.2 多种模型建模结果对比与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于方差分量估计的中国区域电离层VTEC模型的改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于拟合推估的VCE估计理论与方法 |
| 4.3 基于VCE的 Kriging方法在电离层延迟估计中的应用 |
| 4.4 实验应用分析 |
| 4.4.1 TEC分析 |
| 4.4.2 局部内插分析 |
| 4.4.3 区域整体建模结果分析 |
| 4.4.4 格网点估计精度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 电离层VTEC精化模型的验证与应用分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电离层监测分析 |
| 5.2.1 电离层TEC对磁暴的响应分析 |
| 5.2.2 中国区域电离层半年度与季节性异常的监测 |
| 5.3 不同太阳活动水平下电离层精化模型性能分析 |
| 5.3.1 建模残差RMS分析 |
| 5.3.2 格网点估计中误差分析 |
| 5.3.3 外部检核站验证分析 |
| 5.4 电离层VTEC精化模型对SPP性能影响分析 |
| 5.5 电离层VTEC精化模型在IC-PPP中的应用与验证分析 |
| 5.5.1 IC-PPP中的电离层先验约束 |
| 5.5.2 电离层VTEC精化模型精度分析 |
| 5.5.3 电离层对IC-PPP收敛速度和初始定位精度的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间的科研成果 |
| 致谢 |
（5）热层电离层耦合过程的模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大气垂直结构和热层 |
| 1.2 电离层概述 |
| 1.3 电离层-热层耦合概述 |
| 1.3.1 电离层对热层的影响 |
| 1.3.2 热层对电离层的影响 |
| 1.4 电离层热层模式研究 |
| 1.5 本文的研究目的和主要内容 |
| 第二章 全球电离层-热层耦合模式介绍 |
| 2.1 模式简介 |
| 2.2 模式基本方程 |
| 2.2.1 热层大气方程 |
| 2.2.2 电离层方程 |
| 2.2.3 热层-电离层耦合在模式中的处理 |
| 2.3 模式外部条件输入 |
| 2.3.1 太阳辐射 |
| 2.3.2 极区对流与粒子沉降 |
| 2.3.3 底边界潮汐波动 |
| 2.4 光化学过程 |
| 2.4.1 初级光电离 |
| 2.4.2 次级光电离 |
| 2.4.3 夜间电离 |
| 2.4.4 离子化学 |
| 2.5 数值方法 |
| 第三章 高精度电离层热层耦合模式构建 |
| 3.1 构建高精度模式面临的挑战 |
| 3.1.1 CFL条件 |
| 3.1.2 傅里叶滤波及其存在问题 |
| 3.2 分段抛物线重构法 |
| 3.3 高精度模式构建和初步结果 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 电离层赤道异常半球不对称性模拟研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 模拟结果及讨论 |
| 4.3.1 中性风和热层成分设置 |
| 4.3.2 模拟-观测结果对比 |
| 4.3.3 中性风和光化学作用的相对贡献 |
| 4.3.4 跨赤道经向风作用 |
| 4.3.5 半球不对称性的经度变化 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 电离层年异常现象模拟研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 模拟方法 |
| 5.3 模拟结果 |
| 5.3.1 基本模拟 |
| 5.3.2 日地距离在日间电离层年异常中的作用 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章总结 |
| 第六章 极区电离层对磁暴响应的精细结构研究 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 模拟方法 |
| 6.3 模拟结果 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 本章总结 |
| 第七章 电离层-热层对日食响应研究 |
| 7.1 研究背景 |
| 7.2 日全食模拟方法 |
| 7.3 2017年8月21日日全食简介 |
| 7.4 电离层-热层系统对日全食的全球响应 |
| 7.4.1 全球电离层-热层模拟结果 |
| 7.4.2 讨论 |
| 7.5 极区电离层的日全食响应 |
| 7.5.1 TIEGCM模拟和GPS观测的TEC结果 |
| 7.5.2 日食期间极区电离层电导率变化及讨论 |
| 7.6 本章总结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（6）基于多源数据的电离层建模及暴时电离层扰动分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电离层研究意义 |
| 1.2 二维单层/三维层析模型的历史与现状 |
| 1.3 磁暴期间电离层扰动的历史与现状 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 电离层基本特性及探测技术 |
| 2.1 电离层时空变化特征 |
| 2.2 电离层探测技术 |
| 第三章 基于多源数据的电离层建模 |
| 3.1 多源数据获取 |
| 3.1.1 基于GNSS确定电离层TEC |
| 3.1.2 基于海洋测高卫星数据确定电离层TEC |
| 3.1.3 基于COSMIC掩星观测数据确定电离层TEC |
| 3.2 电离层模型 |
| 3.2.1 电离层单层模型 |
| 3.2.2 电离层三维层析模型 |
| 第四章 磁暴期间电离层扰动监测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据以及处理方法 |
| 4.3 实验分析 |
| 4.3.1 太阳和地磁活动情况 |
| 4.3.2 磁暴期间全球电电离层时空变化 |
| 4.3.3 主相阶段TID监测 |
| 4.3.4 恢复相阶段负暴演变特性分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间主要科研工作 |
| 致谢 |
（7）暴时及临震电离层扰动特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 电离层 |
| 2.1 电离层概述 |
| 2.2 电离层暴 |
| 2.2.1 电离层暴的形成机制 |
| 2.2.2 电离层暴表现形式 |
| 2.3 临震电离层扰动 |
| 2.3.1 地震-电离层耦合机制 |
| 2.3.2 临震电离层扰动现象 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电离层TEC的测量和基本变化特征 |
| 3.1 TEC测量原理 |
| 3.2 本文研究所用到的TEC数据 |
| 3.2.1 Madrigal数据库TEC数据 |
| 3.2.2 CODE GIM TEC数据 |
| 3.3 TEC随时间的变化特征 |
| 3.3.1 TEC日变化特征 |
| 3.3.2 TEC季节变化特征 |
| 3.3.3 TEC 11年变化特征 |
| 3.4 TEC典型的空间大尺度结构 |
| 3.4.1 赤道电离异常 |
| 3.4.2 TEC随经度的分布 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 一次超级磁暴期间赤道和低纬电离层的响应——观测和模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SAMI2模型的基本介绍 |
| 4.3 观测数据和模拟结果 |
| 4.3.1 实际观测结果 |
| 4.3.2 SAMI2模拟结果 |
| 4.4 实测数据与模拟结果的比较 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 美洲扇区不同纬度区域以及中纬地区不同经度扇区电离层暴特征的统计分析 |
| 5.1 数据分析方法 |
| 5.1.1 磁暴事件的选取 |
| 5.1.2 电离层暴的判断 |
| 5.2 统计分析结果 |
| 5.2.1 电离层暴随季节的分布特征 |
| 5.2.2 主相和恢复相期间电离层暴的分布特征 |
| 5.2.3. 电离层暴开始时间的地方时分布 |
| 5.2.4 电离层暴的延迟时间 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 电离层暴类型对季节、纬度和经度的依赖性 |
| 5.3.2 磁暴主相和恢复相期间电离层暴类型的分布特征 |
| 5.3.3 电离层暴起始随地方时的分布特征 |
| 5.3.4 电离层暴延迟时间的分布特征 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 利用CODE GIM数据分析临震电离层异常 |
| 6.1 临震电离层异常提取方法 |
| 6.2 个例分析 |
| 6.2.1 2004年2月5日(-3.62°N,135.54°E)印尼巴布亚岛M_w7.0级地震 |
| 6.2.2 2005年3月28日(2.09°N,97.11°E)苏门答腊M_w,8.6级地震 |
| 6.2.3 2008年5月12日(31.01°N,103.42°E)中国汶川M_w7.9级地震 |
| 6.3 统计分析 |
| 6.3.1 统计结果 |
| 6.3.2 讨论 |
| 6.4 参考日分析 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（8）极区中层冬季回波统计分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国外极区中层冬季回波研究进展 |
| 1.2.1 湍流与极区中层冬季回波 |
| 1.2.2 人工电子加热 |
| 1.2.3 次声波与极区中层冬季回波 |
| 1.3 国内极区中层冬季回波研究进展 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 第二章 电离层控制因素与非相干散射理论 |
| 2.1 太阳活动和地磁活动 |
| 2.1.1 太阳活动 |
| 2.1.2 地磁活动 |
| 2.2 非相干散射原理 |
| 2.2.1 单电子的散射 |
| 2.2.2 电子集合的散射 |
| 2.2.3 连续介质的散射 |
| 2.2.4 散射截面 |
| 2.3 非相干散射雷达简介 |
| 2.3.1 非相干散射雷达方程 |
| 2.3.2 非相干散射雷达功率谱 |
| 2.4 EISCAT雷达以及实验模式介绍 |
| 2.4.1 EISCAT雷达介绍 |
| 2.4.2 EISCAT雷达模式介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 2004年 11 月极区中层冬季回波的统计分析 |
| 3.1 2004 年11月份极区中层冬季回波观测 |
| 3.2 粒子沉降对极区中层冬季回波的影响 |
| 3.3 对比极区中层夏季回波的情况 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 极区中层冬季回波的平均特征 |
| 4.1 出现率与持续时间以及高度范围 |
| 4.1.1 两种出现率的对比 |
| 4.1.2 持续时间 |
| 4.1.3 高度分布 |
| 4.2 日变化 |
| 4.3 季节变化 |
| 4.4 年变化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）电离层离子上行的磁扰时变化特征与建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 电离层概述 |
| 1.1.1 离子密度 |
| 1.1.2 离子温度 |
| 1.1.3 摩擦加热 |
| 1.1.4 等离子体对流 |
| 1.1.5 电离层电流 |
| 1.2 电离层离子上行 |
| 1.2.1 上行的概念和研究现状 |
| 1.2.2 上行源区 |
| 1.2.3 带电粒子漂移 |
| 1.3 磁层 |
| 1.3.1 地球磁层概述 |
| 1.3.2 地磁活动水平 |
| 1.3.3 磁层中的电场 |
| 1.4 问题的提出和研究意义 |
| 1.5 主要研究内容和章节安排 |
| 第二章 数据与研究方法 |
| 2.1 FAST卫星和TEAMS仪器数据 |
| 2.1.1 基本参数 |
| 2.1.2 仪器介绍 |
| 2.1.3 数据选取 |
| 2.1.4 数据筛选 |
| 2.1.5 格点划分和数据分组 |
| 2.2 上行事件的确定准则 |
| 2.2.1 南、北半球的上行事件 |
| 2.3 离子上行通量、上行率 |
| 2.3.1 Cully-2003模型 |
| 2.3.2 上行率和净积分能通量 |
| 2.4 一次典型的离子上行事件 |
| 第三章 电离层上行H~+和O~+的半球分布特征 |
| 3.1 磁扰期上行强度和源区的变化特征 |
| 3.1.1 上行H~+的特征分析 |
| 3.1.2 上行O~+的特征分析 |
| 3.2 不同能量离子上行强度的对比分析 |
| 3.2.1 北半球上行O~+的特征分析 |
| 3.2.2 南半球上行O~+的特征分析 |
| 3.3 不同质荷比离子上行强度对比分析 |
| 3.3.1 北半球1-12keV离子 |
| 3.4 本章小结与讨论 |
| 第四章 电离层离子上行的高度、季节和年代际分布特征 |
| 4.1 高度分布 |
| 4.1.1 不同地磁活动水平上行H~+的高度分布 |
| 4.1.2 不同地磁活动水平上行O~+的高度分布 |
| 4.2 季节分布 |
| 4.2.1 上行H~+的季节分布 |
| 4.2.2 上行O~+的季节分布 |
| 4.3 年代际分布 |
| 4.3.1 不同地磁活动水平上行H~+的年代际分布 |
| 4.3.2 不同地磁活动水平上行O~+的年代际分布 |
| 4.3.3 上行率随太阳黑子长期变化的拟合模型 |
| 4.4 本章小结与讨论 |
| 第五章 建立离子上行强度的经验模型 |
| 5.1 影响因素与模型 |
| 5.1.1 太阳风动压 |
| 5.1.2 行星际磁场 |
| 5.1.3 地磁活动PC指数 |
| 5.2 组合模型的建立 |
| 5.2.1 数据准备与预处理 |
| 5.2.2 拟合模型 |
| 5.3 本章小节与讨论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究结果 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 符号缩写 |
（10）中国极区高空大气物理学观测研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 中国极区高空大气物理学观测系统 |
| 2 中国极区高空大气物理学研究进展 |
| 2.1 极区电离层 |
| 2.1.1 长城站电离层 |
| 2.1.2 中山站电离层 |
| 2.1.3 北极电离层 |
| 2.2 极光和粒子沉降 |
| 2.2.1 极光综观观测统计研究 |
| 2.2.2 极光与空间环境参数的相关性研究 |
| 2.2.3 激波极光研究 |
| 2.2.4 极光粒子沉降研究 |
| 2.3 极区电流体系 |
| 2.4 极区等离子体对流 |
| 2.5 地磁脉动和空间等离子体波 |
| 2.6 极区空间环境的南北极对比 |
| 2.7 极区空间天气 |
| 2.8 非相干散射雷达功率谱和电离层加热试验 |
| 2.9 极区中层夏季回波研究 |
| 2.10 极区电离层-磁层数值模拟 |
| 3 小结和展望 |
四、1999年5月11日太阳风几乎消失时的极区电离层（论文参考文献）
- [1]极区电离层离子上行现象研究[D]. 马羽璋. 山东大学, 2021(11)
- [2]GNSS电离层精确建模及其应用研究[D]. 梅登奎. 长沙理工大学, 2020(07)
- [3]极区电离层不均匀体及闪烁研究[D]. 王勇. 山东大学, 2019(09)
- [4]中国区域电离层VTEC模型精化研究[D]. 黄玲. 武汉大学, 2019(06)
- [5]热层电离层耦合过程的模拟研究[D]. 党童. 中国科学技术大学, 2018(09)
- [6]基于多源数据的电离层建模及暴时电离层扰动分析[D]. 刘磊. 武汉大学, 2017(06)
- [7]暴时及临震电离层扰动特征研究[D]. 刘雯景. 武汉大学, 2017(07)
- [8]极区中层冬季回波统计分析研究[D]. 陈玉梅. 电子科技大学, 2017(02)
- [9]电离层离子上行的磁扰时变化特征与建模研究[D]. 赵凯. 南京信息工程大学, 2015(08)
- [10]中国极区高空大气物理学观测研究进展[J]. 刘瑞源,杨惠根. 极地研究, 2011(04)