低纬/赤道电离层广义R-T不稳定性发展的控制因素分析

来源 :武汉大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:fuming
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
低纬赤道电离层是地球空间环境的重要组成部分,其电动力学过程极为复杂多变,并且对远距离地-地和星-地无线电通信有强烈的影响。可使穿过它传播的无线电波产生反射、散射、吸收和折射等效应;特别是低纬赤道电离层中经常存在的不同尺度的不规则结构,将引起跨电离层传播的电波振幅和相位随时间和空间快速随机起伏,即电离层闪烁。因此,电离层不规则结构的生成机制受到普遍关注,成为空间天气研究的前沿课题之一。经过多年的研究,人们对电离层等离子体泡和羽状烟云类赤道F层不规则结构生成机制的认识已经有了很大进展,但仍然存在一些有待解决的问题。比如,多种技术手段的观测都表明,在电离层F层高度上,经常存在热层风矢量和电场矢量的空间梯度,而热层风和电场的空间梯度是否影响导致不规则结构产生的R-T不稳定性增长,影响程度如何,一直没有深入的研究。观测还发现,不规则结构的逐日变化频繁剧烈,并存在显著的随太阳活动、季节和经度的变化,在理论上解释这种变化,也需要深入细致的研究。还有,何种机制使得经常在电离层F层底部和顶部同时观测到等离子体泡和羽状烟云类不规则结构,也是有待研究的问题。本文针对这些问题,试图通过广义R-T不稳定性线性增长的理论分析,来进一步了解影响赤道F层不规则结构产生和发展的控制因素,深化对赤道F层不规则结构生成机制的认识。文中在介绍电离层的基本概念和结构形态特征的基础上,较系统地综述了前人在赤道F层不规则结构方面的实验和理论研究成果和存在的问题,包括ESF形成的基本机制、ESF的出现率和持续时间以及影响ESF出现的各种因素。然后,在局地、通量管积分和偶极描述下,开展了影响广义R-T不稳定性触发和演化的控制因素的理论分析,导出了考虑背景电导率及其梯度、背景电场矢量及其梯度和热层风场矢量及其梯度时的广义R-T不稳定性线性增长率表达式,在此基础上,对背景电导率、背景电场和热层风场及其梯度在广义R-T不稳定性触发和演化过程中所起的作用进行了定性分析,并通过数值计算对其影响程度做了定量估计。本文重点开展了以下研究工作:1、对赤道面内二维广义R-T不稳定性线性增长率进行分析计算,导出了局地坐标系中的线性增长率,并对线性增长率与电离层峰高之间的关系作了统计分析,结果表明,电离层峰高与R-T不稳定性线性增长率之间存在很好的相关,是影响R-T不稳定性的重要因素之一。2、利用通量管积分方法,研究了在广义R-T不稳定性演化过程中E区和F区之间的电耦合和E区有限电导率及通量管积分Pedersen电导率的纬圈梯度的影响。3、在计入电离层电导率、背景电场和热层风场和它们的梯度的影响条件下,建立了三维广义R-T线性增长率的完整数学表达,并较深入和较系统地分析计算了背景电导率的空间梯度、背景电场矢量和热层风场矢量的空间梯度对广义R-T不稳定性线性增长的控制作用和影响程度。本研究首次计入并较深入地分析计算了背景电导率的空间梯度、背景电场矢量和热层风场矢量的空间梯度对广义R-T不稳定性线性增长的控制作用和影响程度。这一研究具有创新意义的成果如下:1、证明背景电导率梯度对通量管积分R-T不稳定性总是起抑制作用;2、数值计算表明,在典型的背景电离层条件下,电场梯度和风场梯度对线性增长率具有极为重要和不可忽略的影响,背景电场和热层风场的空间梯度对R-T不稳定性起促进作用还是抑制作用取决于梯度的极性,对不稳定性的线性增长率的影响程度取决于梯度的大小;3、发现背景电场和中性风场的空间梯度可导致F层峰以上区域的线性增长率显著为正,即广义R-T不稳定性不仅可以在F层底部触发,也可在F层峰以上触发。
其他文献
浮式结构物与传统的坐底式结构物相比,具有对地基承载力要求低、施工方便、有利于水质交换及海洋空间资源利用等多方面优越性,因此受到了海岸和海洋工程界的广泛关注。现阶段
目的为促进人口均衡发展,坚持计划生育的基本国策,完善人口发展战略,我国自2011年11月起,各地全面实施双独二孩政策;2013年12月实施单独二孩政策;2015年10月实施全面二孩政策
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
目的探讨小儿肺炎伴类百日咳综合征临床特征及年龄差异性,为后续防治工作提供更多依据。方法回顾性分析我院2014年1月-2018年12月收治小儿肺炎伴类百日咳综合征患儿共118例临
<正>黄芪建中汤为东汉医家张仲景所创制,由小建中汤加黄芪组成,具有温中补虚、缓急止痛之功。《金匮血痹虚劳病脉证治》云:"虚劳里急,诸不足,黄芪建中汤主之。"此方建中气、
目的探究多耐药基因1(MDR1)介导的长链非编码RNA FENDRR(LncRNA FENDRR)对非小细胞肺癌细胞特性的影响,并探讨其作用机制。方法选择非小细胞肺癌患者癌组织标本及癌旁组织标
探讨个性化护理在糖尿病护理工作中的应用效果.选取2017年10月至2018年12月由本中心随访指导的68例糖尿病患者为对象,根据护理方式不同分为常规组与个性化组,每组各34例.常规
近日,扶沟县卫生局、扶沟县疾病预防控制中心在该县人民会堂广场隆重举行了全民健康生活方式系列活动启动仪式。
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
目的:探讨甘露醇联合甘油果糖治疗脑出血的应用效果和临床意义.方法:将66例脑出血患者分为两组,对照组使用甘露醇,治疗组使用甘油果糖联合甘露醇.结果:甘露醇组33例中有13例先后