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不同能谱沉降电子对极区电离层的影响被引量：3: 2009年; 利用极区电离层自洽模型,考虑沉降电子引起的电离,计算了极区电离层的高度积分电导率和F层电子浓度,模拟了不同能谱分布的沉降电子对极区电离层的影响.研究发现不同能谱分布沉降电子对电离层电导率的影响不大,在能通量一定的情况下,平均能量是影响电导率大小的决定因素.而能谱对F层电子密度影响较大,随着平均能量的增加,能谱对电子浓度的影响越显著.在平均能量大于1 keV(甚至更低)时,修正的麦克斯韦分布谱能明显地增强F层电子浓度.; 刘俊明张北辰刘瑞源吴振森; 关键词：极区电离层能谱

数值模拟日侧磁场重联对极盖等离子体云块形成的影响被引量：3: 2014年; 极盖等离子体云块是极区空间天气重要现象之一,其形成过程是当前重要研究课题.观测表明,日侧磁场重联对应的极区电离层高速流可能对舌状等离子体(TOI)形成"切割"作用,最终形成极盖等离子体云块.伴随磁场重联,同时存在极光粒子沉降,会引起F层等离子体密度的增大,阻碍"切割"效应.本文利用耦合极区电离层模型,模拟研究电场和软电子沉降共同作用下F层等离子体密度的演化.结果表明,在局部电离层电场大于一定数值(80mV)的情况下,"切割"效应能有效发生.并详细分析了"切割"效应发生时等离子体各参量的演化过程,对"切割"效应的内在物理过程进行了探讨.; 杨升高张北辰张清和方涵先刘俊明周霄林张建彬; 关键词：磁重联对流电场

极区极夜期间E层占优电离层的分布特征被引量：4: 2013年; E层占优电离层是指E层的峰值电子密度大于F层的峰值电子密度(NmE>NmF)时的电离层,记为ELDI(E-Layer Dominated Ionosphere)。针对ELDI,利用2007—2010年的COSMIC(Constellation Observing System for Meteorolo-gy,Ionosphere,and Climate satellite)掩星数据,在修正地磁纬度-磁地方时标系下统计分析了它在南北极区极夜期间(南北半球的冬至日前后30天)的分布特征,结果表明极夜期间电离层ELDI特征明显,其分布与极光椭圆位形基本一致,而且其在夜侧的发生率较高,特别是磁子夜之后,北极为70%左右,而南极为90%左右;另外南极的ELDI特征在磁纬度分布上要略宽于北极的分布范围。在ELDI高发区,电离层峰值电子密度要高于其两侧地区,特别是在夜侧,尤其是磁子夜前的峰值电子密度要接近甚至大于磁正午的峰值电子密度,在南极地区格外明显;而且ELDI高发区内的E层的电子含量(TECE)、电离层总电子含量(TECI)及TECE占TECI的比重(TECEI)都高于其两侧地区,北极TECE和TECI大于南极,而TECEI则是南极大于北极。这些现象主要是由于极夜期间极区高能粒子沉降引起底部电离层电离率增大所致;同时,由于地磁轴偏离地理轴的程度在南极要大于北极,使得极夜期间南极地区的电离层的电子密度,特别是在F层要相应地小于北极地区,从而导致了极夜期间南北半球极区电离层ELDI特征之间差异。; 武业文刘瑞源张北辰吴振森徐盛刘俊明; 关键词：E层电离层总电子含量

太阳活动对中山站F2层峰值电子浓度的影响被引量：1: 2013年; 利用中山站1995—2006年的电离层垂测数据统计分析了当地电离层F2层峰值电子浓度(NmF2)对太阳活动变化的依赖性,研究发现在中山站NmF2月中值随修正太阳10.7厘米通量指数F10.7P增大而增大,其饱和或放大趋势不明显。除冬季12—16 UT、20—2 UT与夏季2—11 UT以外的绝大部分时刻,两者具有良好的线性关系。NmF2月中值随F10.7P变化斜率随季节、地方时而变化。在日变化中,NmF2随F10.7P变化斜率极大值出现在磁中午附近,明显大于其他时刻,在夜侧变化斜率整体较小,且在分季和冬季的夜侧以及夏季全天,其斜率随地方时变化不大。在年变化中,日侧斜率最大值出现在两分季,冬季次之,夏季最小;而夜侧斜率在夏半年(10月—3月)整体上要大于冬半年(4月—9月)。结合中山站位于极隙区纬度的特殊地理位置,分析了上述NmF2变化特征的可能原因。; 徐盛张北辰刘瑞源郭立新刘俊明武业文胡红桥黄德宏; 关键词：电离层

磁层亚暴过程及其对极区电离层的影响: 磁层亚暴是太阳风-磁层-电离层耦合系统中最频繁的扰动形式,是近地空间最重要的能量输入、耦合和耗散过程。极区电离层通过磁力线与磁层联接在一起。磁层亚暴期间,很大一部分来自太阳风的能量在极区电离层以焦耳热的形式耗散,伴随极区...; 刘俊明; 关键词：磁层亚暴极区电离层行星际磁场电动力学直接驱动; 文献传递

电离层总电子含量的短期预报方法的误差评估被引量：1: 2011年; 用统计学的方法分析了用自相关分析法和改进的克里格插值法对中国地区电离层总电子含量(TEC)进行短期预报的预报误差。结果表明:预报误差的大小在地域上呈现出由北向南逐渐增大的趋势,时间上,在二分季节误差较大,误差日变化的峰值出现在午后。而相对误差则是在冬季最大,在夏季最小;相对误差的日变化为双峰结构,峰值出现的时间在8点和20点附近。从总体上看,在提前一小时预报中国地区电离层TEC时,相对误差为12%左右。通过统计对比单站预报和区域重构对最终预报误差的影响可以看出,单站预报误差起主要作用。因此,改进单站预报方法十分重要,可以有效地提高预报精度。同时,也需要增加并合理布局全球定位系统(GPS)接收台站。; 武业文刘瑞源吴振森张北辰刘俊明; 关键词：单站预报

一种基于紫外极光图像的亚暴膨胀期起始时刻的自动检测方法被引量：5: 2013年; 准确界定亚暴起始时刻是理解亚暴相关问题的关键.已有研究主要集中在两方面:一是从极光图像中人工挑选亚暴事件进行案例分析或统计分析来研究亚暴发生机制及亚暴期间的地磁环境;二是基于一些空间物理参数,如AE指数、SME(SuperMAG electrojet)指数、Pi2、正弯扰等,采用人眼判断或是模式识别的方法从中找出亚暴起始时刻.本文尝试采用模式识别的方法从紫外极光图像中自动地检测出亚暴膨胀期起始时刻.首先,将紫外极光图像通过网格化处理转换到磁地方时-地磁纬度(MLT-MLAT)直角坐标下,然后通过模糊c均值聚类方法提取亮斑,再考察亮斑强度是否增强、面积是否极向膨胀来判断是不是亚暴事件.本文方法在1996年12月—1997年2月这三个月的Polar卫星紫外极光图像上进行了实验验证.我们将检测到的亚暴起始时刻与Liou(J.Geophys.Res.,2010,115:A12219)的人工标记进行了对比,并详细分析了与标记不一致的多检和漏检事件.本文提出的自动检测方法可以快速地从海量紫外极光图像中完成亚暴事件的初步筛选,方便研究人员进一步深入研究极光亚暴.; 杨秋菊梁继民刘俊明胡泽骏胡红桥; 关键词：亚暴模糊C均值聚类

2004年12月13日IMF北向期间极区亚暴电离层电动力学特征: 2012年; 利用KRM地磁反演方法,结合北半球中高纬度地磁台站数据,研究了2004年12月13日行星际磁场北向期间发生的亚暴事件,极区电离层电动力学参量(电流矢量、等效电流函数以及电势)的分布特征.结果表明,在该亚暴膨胀相起始后,午夜之前西向电集流急剧增强,且等效电流体系表现为夜侧双涡,同时伴随夜侧增强的南向电场.由于极弱的直接驱动过程,卸载过程引起的电离层效应得到清楚显示.卸载过程在膨胀相期间起绝对主导性作用.同时,夜侧电导率的增强是电集流区域电流急剧增强的主要原因.; 刘俊明张北辰Kamide Y吴振森杨惠根; 关键词：亚暴极区电离层电动力学行星际磁场

南极中山站F-lacuna特征分析被引量：1: 2016年; F-lacuna是高纬极区电离层测高仪频高图上经常出现的一种F层回波描迹部分或全部消失的现象,直接影响电离层参数的标定,其表征的电离层物理过程尚未定论.利用南极中山站测高仪频高图数据,本文统计分析了Flacuna在不同太阳风速度水平下的发生频率,主要对2012年2月15日一次F2-lacuna观测实例的粒子沉降及电离层特性进行了分析.观测特征表明,F2-lacuna发生期间,电离层电子总含量TEC明显减小,昭和站SuperDARN高频雷达观测到的中山站上空电离层Bragg后向散射增强,但对应来自磁层的电子和离子沉降并不明显.这可能是由磁层亚暴引起的极区电离层电流体系扰动,触发电离层F-B不稳定性,产生沿场向排列的小尺度不规则体,其热效应导致F2层密度减小,F2-lacuna出现.; 杨升高张北辰方涵先刘俊明刘建军李崇银胡红桥潘业森周小珂; 关键词：极区电离层频高图

不同行星际磁场条件下极向运动极光结构的多手段联合观测被引量：1: 2013年; 利用北极黄河站三波段全天空成像仪(ASI)的高分辨率的地面极光观测数据,联合欧洲非相干散射雷达(EIS-CAT)Svalbard雷达(ESR),超级双子极光雷达网(SuperDARN)雷达等观测,研究了发生在2003年12月22日0900—1010 UT时间段内极区电离层极光和等离子体的变化特征。研究发现在不同行星际磁场(IMF)条件下,黄河站极光ASI均观测到了一系列极向运动极光结构(PMAFs),其特征为极光在赤道向一侧点亮后向高纬扩展。这些PMAFs都伴随有明显的粒子沉降特征,且在IMF北向时该粒子沉降能达到更低的电离层E层区域,而此时这些PMAFs相应位置的高纬电离层出现了一个典型反向对流涡,这是高纬(尾瓣)重联的典型特征之一。这些结果表明北向IMF条件下的这些PMAFs是由高纬重联所产生。在IMF南向时,黄河站观测到的PMAFs可跨越更广的地磁纬度,表明其演化时间亦较长,其相应区域的电离层特征也表明该PMAFs由日侧磁层顶低纬磁重联所产生。; 邢赞扬杨惠根韩德胜吴振森刘俊明胡泽骏张清和刘勇华张北辰胡红桥; 关键词：行星际磁场磁重联

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刘俊明

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