抽象性
大量实验证据证明电离层参数和底层大气之间存在密切关系平流层(30千米)和中层(80千米)高度垂直事件层探测数据和温度测量用于调查波动发生与不同高度和不同高度温度变化的行星波周期之间的相互关系F2层临界频率变异(foF2)低太阳活动条件下2006-2007年时段讨论所考虑波结构常见性表现的特征平流层和中层温度波动有统计意义段从11天到49天不等,FOF2周期图显示高频波动5天、8天、9天和10天不等。研究显示周期结构相似性变化参数
开工导 言
电离层变异性研究及其成因吸引了大量科学和实践兴趣可变性的主要原因和预测基础是EUV辐射强度变化、太阳风变化和物理通量变化和磁层电离层联动地外控制电离层 已知从上而下近几十年来,电离层进程与下层大气进程(主要是动态进程)关系密切的想法得到建立并实验确认这就意味着电离层部分变异是由大气过程引起的。称之为下方效果一号-3..产生、传播和消散内部大气波(行星、潮汐和声波重力)电波和电场可影响热层解析过程、电动流和电离层电子密度分布,并因此导致电离层参数变化,这些参数制约无线电和电信高频系统运行条件[4,5..众所周知行星波无法直达电离层F2高地6数次波型振荡(2-30天)参数F2区域电离层7-12..假设下层和中层热层风动在电离层生成PWTO中起关键作用11,12..PW使用很容易渗透到电离层高度的潮水渗透下层尚未完全确定,其振荡由行星波调节为载波或这些振荡直接生成F2层层Pancheva等[11,13表示由行星波调和的潮流,特别是半二元潮流向上自由传播热层,能够将PW效果转移至电离层水平行星波特征约16天、10天和5天,观测高度介于Halley(76°S,26°W)南极洲[30千米至220千米之间14..作者建议从平流层中层到中间层高纬度的近16天行星波流和中间层和F2区域行星波之间的强连通Mukhtarov等[15调查关联性:(一) 太阳点数准周期变异、太阳风、Bz和Kp-index与PW周期相仿并类推地磁场变异性、foF2和全电子内容(TEC)和(二) PW主要存在于温度上(20-120千米)与地磁场相似变异性、foF2和TEC发现F区等离子体(foF2,TEC)观测的18天波可分配到高垂直波长MLT区域同步观察的18天行星波观察振荡时间~9、14和~24-27天被批准为太阳源
本文的目的是调查2006-2007年太阳最小段东西伯利亚平流层和中层高度温度变化波结构以及电离层F2层关键频率变化包括少数日地扰动事件 提供极好的机会 研究过程从下向下 对电离层电子密度变化的影响
二叉技术与结果
图一号显示太阳射电输出波10.7cm(F10.7)变化很明显F10.7不超过110-22W/Hz/м2)图1(a)绘制磁性活动每日汇总索引变换k点线显示静默无扰可辨识几度高磁活动(2006年3月至4月和2006年12月)时观察到中强磁暴除这些间隔外,磁活动水平与静默或微弱扰动磁条件相对应
(a)
(b)
分析时,我们使用高度为30千米和80千米的大气温度变量,分别对应压力水平10千帕和0.01千帕这些数据是通过安装在EOSAura航天器上扫描微波LimbSUDER16..AuraEOS卫星是A-Train任务的一部分卫星面向地球观察并置近参数轨道上,使得有可能展开独特的综合调查。接连飞地球相同区域15分钟并组成数据库以创建全球气候变化公共图像卫星有极地轨道(旋转周期约100分高705千米)。空间覆盖几乎遍及全球(从-82摄氏度到82摄氏度不等)。垂直剖面测量时沿轨迹间距为每1.5度~25秒(~165千米)。约15架卫星在一天内执行MLS扫描飞行方向的地球肢体,记录五谱段(频率118、190、240、640GHz和2.5THz)的微波发射MLS测量数据用于检索对流层和平流层至上层中间层大气区化学组成图解、相对湿度和温度函数MLS测量数据用于从对流层和平流层检索温度剖面,直至上层中间层,即HPA表示的异端表面高度函数http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/Aura/MLS/)有效范围介于316至0.001 hPa之间(约9-92千米)温度测量精度0.5-2K垂直分辨率约3千米计算机代码设计后,可使用输入参数获取定点两面垂直温度剖面:点坐标(纬度和经度)、距离卫星轨道和视向上或下游卫星轨道而定的局部时间(日或夜)。切尔尼科夫斯卡亚对2004年8月至2008年3月期间伊尔库茨克区域(52摄氏度,104摄氏度)平流层和中层时间和高度温度变化进行了分析17中层大气温度体系在夏季和冬季期间的巨大差异被揭晓2006年温度分布-数字显示2007年Irkutsk区域高度30至80千米2(a)并2(b).
(a)
(b)
(c)
研究F区波结构,2006-2007年期间我们使用Irkutsk站获取的临界频率时值(foF2)(52.5摄氏度,104摄氏度)。消除此参数中主要的二元变换用已观察f2离滑动27天中值图中显示2006-2007年期间与午夜有关的++f2变量2(c).
高分辨率光谱分析法“corle周期图”被选择来确定foF2及平流层和中层温度的当前周期性Kopecky和Kuklin设计此算法18号广泛用于研究大气和电离层参数周期过程19号-21号..使用Fisher测试法从0.95计算机置信度检验结果的有效性
通过对2年数组温度变异观察应用corrileLiographe法,发现平流层温度变异中存在超过15天的重大波动,而 <15天无波动中间层温度变化在有关区间没有显出有统计意义的波动周期并不意味着与行星波段相伴的波动可能在中间层并不存在显示在14,22号5-20天波段必须存在于中间层中, 但其振幅必须小于长段波段,FOF2变异性清晰显示:浮点2、3、5、9、14、16-17、18-19、22-23、24-25、28-29和30多天
其后,在研究与行星波段发生波动的季节性特征时,我们使用所谓的“动波周期图法”[19号,20码..生成时间序列与中点和午夜时段相同长度使用90值(3个月)的“定时窗口”,并用后步滑动5天计算周期图取出637度图图3提供动态周期图分析结果,应用时间序列平流层和中层温度和关键频率偏差与午夜对应检测出11至49天有统计意义时段图中结果对比3点出PWTO在电离层、中间层和平流层特征之间的差分可以看到,平流层和中间层最强波活动发生在冬季并超过25天以上,而FOF2最强波变化时间为8-27天
(a)
(b)
(c)
图4显示振荡振荡时平流层和中层温度和foF2变异冬季观察平流层温度变化最大值振荡周期增高至7-8K波动25-30天中层温度变化中最大波动放大见春秋四十四天的振荡和冬季二十五至三十五天的振荡PWTO最大F2变异记录于二分法
(a)
(b)
(c)
计算所有年份确定振荡检测日数图5显示波振荡发生可辨别四类波动,即16天波动(时间从13天到19天不等)、24天波动(时间从20天到28天不等)、33天波动(时间从29天到35天不等)和43天波动(时间从40天到47天不等)。可识别分组十天振荡(覆盖8至12天不等)foF2变换第一和第二组变化频繁发生于平流层温度中,特别是foF2变异比其他变异更多但它们在中间层温度变异中并不常见第四组变差大于40天在中间层温度变异中占主导地位
研究波振荡不同群落的概率计算法是,在所考虑的两年内发现相应月振荡数,平均取这些振荡数总和可用数据对应数月振荡数图6显示所考虑参数中波发概率的季节依赖性16天振荡在上半年最大发生平流层温度变异和秋代中层温度变异:冬季,而在其他月中活动小或几乎消失(例如中间层温度变异)。与先前获取者达成良好协议21号..FOF2变量中没有明显的高度季节依赖性夏季有增波趋势22号..行星波状24天振荡模式在夏季以中间层温度变化为主平流温度和FOF2变化中,该波几乎全年出现。
关于33天振荡,几乎全年出现:在中间层温度中,这些波常出现在冬季和春季,FOF2变异发生在二分位分位分位分位分位分位分位分位分位分位,平流温度变位分位分位分位分位分位分位分位分位
季节性振荡发生时间超过40天显示半年结构
应当指出,富余F2变异发生时有季节依赖性10天时间振荡似乎主要出现在二分法中, 特别是在秋分法中
所选振荡组别中的每一组次中,我们计算出同温层温度变化数逐月变化数间相关系数,中间层温度变化相近系数和foF2相近系数,按Fisher标准计算信任度>0.90(表表9)一号)
发现PWTO24天和43天期间平流层和中层温度变异之间发生振荡之间在统计上具有重要意义的关联平流层18至19天波动与电子密度17至18天波动关系微弱(电子密度17至18天波动)( )表示波结构与平流层、中层和电离层相似主要的相似性是在平流层、中间层和电离层冬季存在波活动显示在850%PWTO电离层因太阳变异产生光源显性变异约27-28天发生,这大约是太阳旋转周期及其次波调冬季F2层电离层的波活动有可能因高垂直波长向上传播18天波而增强15,22号..太阳作用可能不单产生太阳参数和电离层特征之间的正相关风系统因太阳诱发温度和压力变化导致大规模交通变化可引起负相关正因如此,PW大气电离层相联问题仍然开放中低层大气参数和电离层特征之间可能关系的复杂性要求需要使用多科方法在国家和国际程序下进一步调查,并基于持续协调观察以测试平流层和中层行星波对电离层有影响的假设
3级摘要
平流层、中层和电离层的行星波型振荡活动使用温度变异法进行了研究,温度变异为30千米80千米高F2级临界频率变异Irkutsk(52摄氏度,104摄氏度)2006-2007时段低太阳活动条件光谱分析平流层和中层温度变异和FoF2变异中波形结构显示存在与行星波段相交并有不同振幅特征的波动振荡有行星波典型时段 它们的波活动在冬季最强差别很大:电离层支配周期短于平流层和中间层典型行星波周期
平流层中最大起伏振荡在冬季20-30天时观察中间层最大振荡检测出冬季和秋季30至35天的振荡和冬季25至45天的振荡PWTO最大F2变异记录于二分法
生成振荡平流层和中间层温度变异40天和生成振荡平流层温度变异18天和foF2变异
所得结果与其他研究先前所得结果一致,并提供关于东西伯利亚平流层、中间层和电离层振荡期间的更多资料
感知感知
这项工作得到了俄罗斯联邦教育和科学部的支持(项目号740.11.0078和俄罗斯基础研究基金会11-05-00892a)