电离层春秋分不对称的地方时依赖

摘要：

利用全球203个电离层测高仪台站的F2层临界频率(foF2)和E层临界频率(foE),以及美国喷气推进实验室(JPL)提供的电离层总电子含量(TEC)地图数据统计分析了电离层春秋分(March Equinox and September Equinox,ME and SE)不对称的特点.基于电离层参量随年积日(Day of Year,DoY)和太阳活动指数F10.7变化的傅里叶级数模型,对foF2、foE及TEC数据分别进行最小二乘法拟合,将电离层参量归算到低太阳活动(F10.7=80)、中等太阳活动(F10.7 =150)和高太阳活动(F10.7=200)水平.该方法定量分离了实际观测数据中包含的电离层参量随季节和太阳活动的变化,因而得到了更为定量、精确的电离层春秋分不对称性特征.分析了不同地方时(LT)的春秋分不对称性指数(Asymmetry Index,AI)和春秋分差值△(=ME-SE)的全球分布特征与太阳活动依赖性.结果表明,foE日出时全球主要表现为9月分点值高于3月分点值,午后春秋分不对称性几乎消失,而日落时则反转为3月分点值高于9月分点值;foF2日出时除少数地区外也主要表现为9月分点值高于3月分点值,而其他时段则相反;TEC日出时低太阳活动时的全球及中高太阳活动时的低纬地区表现为9月分点值高于3月分点值,而其他时段则相反.foE春秋分不对称性受太阳活动影响较弱,而foF2和TEC的春秋分不对称随太阳活动有明显的变化,其3月分点值相对于9月分点值增加.计算了F2层峰高(hmF2)处对应的氧氮浓度比([O]/[N2],由大气模型NRLMSISE-00计算得到)和hmF2的春秋分不对称性,提取了TEC年变化的幅度及相位信息.氧氮浓度比和hmF2的春秋分不对称性能够部分解释电离层的春秋分不对称性,而TEC春秋分不对称的全球分布特征可以用TEC年变化的相位的全球分布解释.

关键词：F2层临界频率、E层临界频率、GPS TEC、电离层、春秋分不对称

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分类号：P352(空间物理)

资助基金：国家自然科学基金41274161,41231065,41321003和973项目课题2012CB825604共同资助.

在线出版日期：2016-12-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：3941-3954