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大功率无线电波与低电离层的相互作用 被引量:21
1
作者 黄文耿 古士芬 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期181-188,共8页
地面入射的大功率无线电波能加热电离层等离子体,引起电离层电子温度和密度的扰动,实现电离层的地面人工变态。本文中,着重考虑电波和电离层相互作用过程中的自吸收,构造一个自洽的相互作用模型,在一定功率和频率的加热电波作用下,利用... 地面入射的大功率无线电波能加热电离层等离子体,引起电离层电子温度和密度的扰动,实现电离层的地面人工变态。本文中,着重考虑电波和电离层相互作用过程中的自吸收,构造一个自洽的相互作用模型,在一定功率和频率的加热电波作用下,利用该模型计算了白天低电离层电子温度和由温度的变化而引起的电子密度的变化。计算结果表明,在白天低电离层,电波的自吸收在90km以下比较显著,而最大温度变化在70km高度上,大约增加了2倍。在α复合的假设下,电子密度变化幅度随高度的增加而减少,在70km处,大约增加55%,120km处则为4%左右。 展开更多
关键词 大功率无线电波 低电离层等离子体 相互作用 电子温度 电子密度
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南京地区低电离层加热效应的初步模拟 被引量:9
2
作者 孟兴 方涵先 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3642-3649,共8页
从电子能量方程和连续性方程出发,利用国际参考电离层(IRI-2007)和中性大气模型(NRLMSISE-00)得出背景参数,数值计算了大功率无线电波加热南京地区低电离层的电子温度和电子密度扰动幅度,并对比了不同加热条件下的电离层扰动效应.结果表... 从电子能量方程和连续性方程出发,利用国际参考电离层(IRI-2007)和中性大气模型(NRLMSISE-00)得出背景参数,数值计算了大功率无线电波加热南京地区低电离层的电子温度和电子密度扰动幅度,并对比了不同加热条件下的电离层扰动效应.结果表明,大功率无线电波入射到电离层后,与等离子体相互作用,能够有效造成电子温度的升高而产生电子温度扰动;由于电子温度升高,等离子体碰撞频率增加且电子的复合系数减小,导致电子密度扰动;电子温度和电子密度的扰动幅度随着加热时间的推移而减小,即扰动逐渐趋于饱和;电子温度扰动的弛豫时间尺度为微秒量级,电子密度扰动的弛豫时间尺度为毫秒量级;在欠密加热条件下,X波模比O波模更容易吸收. 展开更多
关键词 大功率无线电波 低电离层 电子温度 电子密度
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甚低频电磁波变态低电离层的数值模拟 被引量:8
3
作者 刘立波 吴向阳 +1 位作者 涂剑南 保宗悌 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期130-135,共6页
利用由波对电离层加热的模型和适合于夜间低电离层的离子化学模型构成的综合模型,对甚低频波射入低电离层时变态电离层的程度受中性成分参数变化及低电离层离子化学反应参数的影响进行了模拟计算.计算结果表明,中性成分的浓度与温度... 利用由波对电离层加热的模型和适合于夜间低电离层的离子化学模型构成的综合模型,对甚低频波射入低电离层时变态电离层的程度受中性成分参数变化及低电离层离子化学反应参数的影响进行了模拟计算.计算结果表明,中性成分的浓度与温度及电离层离子化学反应参数密切地影响着加热的效果. 展开更多
关键词 甚低频 电磁波 低电离层 电离层加热
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大功率无线电波加热低电离层 被引量:4
4
作者 汪四成 方涵先 +1 位作者 杨升高 翁利斌 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期818-823,共6页
等离子体对大功率电波的欧姆耗散会使电子温度升高,进而导致电子密度和其他等离子体参数改变,实现电离层的地面人工变态.本文基于大功率无线电波与低电离层相互作用的自洽模型,分析了不同入射条件下电离层参数的变化,主要结论如下:电离... 等离子体对大功率电波的欧姆耗散会使电子温度升高,进而导致电子密度和其他等离子体参数改变,实现电离层的地面人工变态.本文基于大功率无线电波与低电离层相互作用的自洽模型,分析了不同入射条件下电离层参数的变化,主要结论如下:电离层D区是电波的主要吸收区,并且其吸收强度随入射频率的升高而降低,当入射频率为6 MHz(有效入射功率为200 MW)时电子温度的最大增幅约为520 K,电子密度最大增幅为7300 cm^(-3)左右;电子温度达到饱和所需时间小于电子密度的饱和时间,前者具有μs量级,后者具有ms量级;停止加热后,电子温度和密度迅速恢复到初始状态,恢复时间均小于各自的饱和时间,但量级相当;入射功率越高,电子温度和密度的增幅越大,并且饱和时间也越长,在相同入射条件下,夜晚的饱和时间要大于白天. 展开更多
关键词 大功率无线电波 低电离层 欧姆加热
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大功率无线电波斜向加热低电离层 被引量:3
5
作者 方涵先 汪四成 +2 位作者 杨升高 翁利斌 徐振中 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期973-978,共6页
基于电子能量方程、连续性方程建立了大功率无线电波斜向加热低电离层的物理模型,数值计算了加热前后电离层电子温度和密度的变化,并对比了不同加热条件下的电离层扰动幅度。结果表明:1)大功率电波斜向射入电离层后,与等离子体相互作用... 基于电子能量方程、连续性方程建立了大功率无线电波斜向加热低电离层的物理模型,数值计算了加热前后电离层电子温度和密度的变化,并对比了不同加热条件下的电离层扰动幅度。结果表明:1)大功率电波斜向射入电离层后,与等离子体相互作用,能够有效造成电子温度和密度的扰动,为达到与垂直加热相同的扰动幅度,需要更高的入射功率;2)在其他相同条件下,入射频率越高,造成的电子温度扰动幅度越小;X波模加热造成的扰动幅度大于O波模,在电离层传播时X波模要比O波模容易吸收;3)入射仰角越高,加热的扰动幅度越大,在垂直加热时电子温度的最大扰动幅度可达45%,而以45°仰角入射时最大幅度约为18%。 展开更多
关键词 大功率无线电波 斜向加热 低电离层
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低电离层中的行星波扰动及其垂直传播 被引量:3
6
作者 黄泽荣 李文涛 阮雪琴 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第2期148-155,共8页
根据武昌电离层观象台接收的罗兰-CLF无线电波的传播资料,利用小波分析方法,研究了1985年和1986年冬季的低电离层中的行星波扰动及其垂直传播.结果表明:(1)两个冬季中,在75km和95km高度上,均存在明显的行... 根据武昌电离层观象台接收的罗兰-CLF无线电波的传播资料,利用小波分析方法,研究了1985年和1986年冬季的低电离层中的行星波扰动及其垂直传播.结果表明:(1)两个冬季中,在75km和95km高度上,均存在明显的行星波扰动,主要成分是5—10天和10—20天周期的波动,扰动幅度随高度增长,但增长值小于理论增长值;(2)在75km高度上的扰动和95km高度上的扰动,具有十分相似的扰动形态.根据行星波的垂直传播理论和实验资料,得到它们的垂直传播速度为2.7—3.7km/d,垂直波长为40—60km. 展开更多
关键词 行星波 低电离层 行星波 垂直传播
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高功率微波在低电离层中的自作用效应分析 被引量:2
7
作者 王磐 牛忠霞 周东方 《信息工程大学学报》 2006年第4期368-369,379,共3页
文章对高功率微波(HPM)在低电离层中的传输特性进行了研究,分析了低电离层中HPM的自作用效应,推导了HPM在低电离层中传输的自作用因子和电场振幅同初始场强的关系,并进行了数值模拟。计算结果表明,在一定条件下HPM进入低电离层时,其振... 文章对高功率微波(HPM)在低电离层中的传输特性进行了研究,分析了低电离层中HPM的自作用效应,推导了HPM在低电离层中传输的自作用因子和电场振幅同初始场强的关系,并进行了数值模拟。计算结果表明,在一定条件下HPM进入低电离层时,其振幅将趋于一个饱和值,本文估算出了HPM在低电离层中传输时的场强饱和阈值。 展开更多
关键词 高功率微波 低电离层 自作用效应 碰撞频率
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太阳耀斑与粒子沉降对极区低电离层的影响 被引量:1
8
作者 赵协中 《南极研究》 CSCD 1992年第1期36-41,共6页
在南极中山站利用甚低频传播手段观测太阳耀斑爆发及极区粒子沉降对低电离层的影响。在一个月的时间里共观测到 6 0次太阳耀斑爆发事件 ,其中最大的一次耀斑爆发引起低电离层等效反射高度下降 8.7公里 ,X射线 (1 - 8A)峰值流量为 3 .5... 在南极中山站利用甚低频传播手段观测太阳耀斑爆发及极区粒子沉降对低电离层的影响。在一个月的时间里共观测到 6 0次太阳耀斑爆发事件 ,其中最大的一次耀斑爆发引起低电离层等效反射高度下降 8.7公里 ,X射线 (1 - 8A)峰值流量为 3 .5× 1 0 - 2尔格 /(厘米 2·秒 ) ,造成中山站至北京的短波通讯中断 1小时。在这次耀斑爆发 5 8小时以后 ,又观测到在南极地区有粒子沉降事件 ,并引起低电离层等效高度下降 3 .3公里。 展开更多
关键词 太阳 耀斑 低电离层 粒子 沉降
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无线电窄波束在低电离层中的聚焦和散焦 被引量:2
9
作者 饶育萍 林竞羽 牛忠霞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期811-814,共4页
推导了无线电窄波束在电离层中传输的非线性几何光学方程,分析了无线电窄波束在低电离层中传输的聚焦和散焦原理,推导出了散焦参数和聚焦参数的计算公式,研究了无线电窄波束在低电离层中传输的散焦现象,讨论了电波频率和功率对发散波束... 推导了无线电窄波束在电离层中传输的非线性几何光学方程,分析了无线电窄波束在低电离层中传输的聚焦和散焦原理,推导出了散焦参数和聚焦参数的计算公式,研究了无线电窄波束在低电离层中传输的散焦现象,讨论了电波频率和功率对发散波束宽度的影响。计算结果表明:低电离层主要表现为一种散焦介质,使电波波束发散,当电波频率较低并且功率较大时,波束散焦现象非常明显,使到达目标点的功率密度大幅度降低,而当频率达到数GHz时,波束散焦现象很微弱。 展开更多
关键词 窄波束 低电离层 聚焦 散焦
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低频端超宽谱HPM在低电离层中的自作用效应分析 被引量:2
10
作者 余道杰 芈小龙 +2 位作者 王建民 张长峰 牛忠霞 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期43-46,共4页
基于电波电离层传播基本理论和高功率微波大气传输机理,讨论了低频端超宽谱高功率微波(HPM)低电离层中的自作用效应,得到了强场条件下自作用因子表达式,分析了强场条件下电场强度、电波频率、电子碰撞频率、电子密度、传播距离等参数对... 基于电波电离层传播基本理论和高功率微波大气传输机理,讨论了低频端超宽谱高功率微波(HPM)低电离层中的自作用效应,得到了强场条件下自作用因子表达式,分析了强场条件下电场强度、电波频率、电子碰撞频率、电子密度、传播距离等参数对自作用效应的影响.仿真结果表明,初始场强振幅大、频率高、电子密度越大、传输距离越远,自作用效应越明显. 展开更多
关键词 高功率微波 低电离层 超宽谱 自作用效应
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Lower Ionospheric Turbulence Variations during the Intense Tectonic Activity of October, 2018 at Zakynthos Area, Greece
11
作者 Michael E. Contadakis Dimitrios N. Arabelos +1 位作者 George S. Vergos Emmanuel M. Scordilis 《Open Journal of Earthquake Research》 2019年第4期255-266,共12页
In this paper we investigate the ionospheric turbulence from TEC observations before and during the intense seismic activity of October of 2018 at Zakynthos area (λ = 20.51&deg;E, φ = 37&deg;34'N), (Main... In this paper we investigate the ionospheric turbulence from TEC observations before and during the intense seismic activity of October of 2018 at Zakynthos area (λ = 20.51&deg;E, φ = 37&deg;34'N), (Main shock: ML 6.6, 60.6 km SW of Zakynthos). The Total Electron Content (TEC) data of 5 Global Positioning System (GPS) stations of the EUREF network, which are being provided by IONOLAB (Turkey), were analyzed using Discrete Fourier Analysis in order to investigate the TEC variations. The results of this investigation indicate that the High-Frequency limit fo, of the ionospheric turbulence band content, increases as the site and the moment of the earthquake occurrence are approaching, pointing to the earthquake locus. We conclude that the LAIC mechanism through acoustic or gravity wave could explain this phenomenology. 展开更多
关键词 SEISMICITY lower ionosphere ionospherIC TURBULENCE BROWNIAN Walk
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大气行星波影响低频电波吸收变化的机制 被引量:1
12
作者 阮雪琴 张训械 黄泽荣 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1994年第1期48-53,共6页
本文根据冬季中低纬低电离层中、低频(LF)电波振幅扰动与高纬平流层中大气行星波活动密切相关的观测事实,分析研究了可能引起低电离层对LF电波吸收变化诸因素的作用后,提出了一种能较好地解释观测现象的物理机制:大气行星波可... 本文根据冬季中低纬低电离层中、低频(LF)电波振幅扰动与高纬平流层中大气行星波活动密切相关的观测事实,分析研究了可能引起低电离层对LF电波吸收变化诸因素的作用后,提出了一种能较好地解释观测现象的物理机制:大气行星波可通过两种方式改变大气离化率q,因而引起低电离层中电子密度N扰动,进而改变由N大小决定的电离层电波吸收值,结果导致LF电波振幅发生相应变化. 展开更多
关键词 行星波 低电离层 电波吸收
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武昌低电离层LF观测的季节变化
13
作者 胡雄 张训械 +1 位作者 黄泽荣 阮雪琴 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期94-96,共3页
通过分析武昌低电离层LF观测数据,得到了中低纬度低电离层电子密度剖面的季节变化特征及其与太阳天顶角周年变化的关系,给出LF相位周年振荡幅度的年际变化曲线.
关键词 LF观测 季节变化 电离层 电子密度剖面
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非相干雷达探测低电离层的结果分析
14
作者 马欣 陈罡 +1 位作者 钟鼎坤 赵正予 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期438-444,共7页
位于波多黎各的Arecibo非相干雷达可以获得低电离层电子和离子密度,利用此非相干雷达数据对中纬度低电离层的运动特征进行研究.得到了电子密度随时间和高度的变化情况,结果显著呈现出周日变化特征,并分析了电子密度随高度的变化规律.进... 位于波多黎各的Arecibo非相干雷达可以获得低电离层电子和离子密度,利用此非相干雷达数据对中纬度低电离层的运动特征进行研究.得到了电子密度随时间和高度的变化情况,结果显著呈现出周日变化特征,并分析了电子密度随高度的变化规律.进一步对数据进行频谱分析,深入研究低电离层电子密度的周日变化效应.得到电子密度的高度剖面,发现从F层底部到E层有明显的等离子体沉降.低电离层的层结构特征及电子密度变化表明,在该区域还存在不同程度的等离子体扰动,由此对低电离层的作用因素进行分析,认为大气潮汐或声重波可能对低电离层产生扰动,即低电离层与大气存在一定程度的耦合作用. 展开更多
关键词 低电离层 非相干雷达 等离子体 潮汐 声重波
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高功率微波在低电离层中的互作用效应分析
15
作者 王磐 侯德亭 +2 位作者 牛忠霞 郭杰 宋航 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期961-965,共5页
高功率微波在低电离层中传输时会产生非线性效应。分析了低电离层中HPM的互作用效应,推导了HPM在低电离层中传输的互作用因子同初始场强和微波频率的关系,并对不同条件下振幅交调深度同两个脉冲的延迟时间之间的关系进行了理论研究与数... 高功率微波在低电离层中传输时会产生非线性效应。分析了低电离层中HPM的互作用效应,推导了HPM在低电离层中传输的互作用因子同初始场强和微波频率的关系,并对不同条件下振幅交调深度同两个脉冲的延迟时间之间的关系进行了理论研究与数值模拟。结果表明:改变脉冲的延迟时间,振幅交调深度的变化规律也随之改变;为了减少吸收衰减,低电离层中传输的HPM电波的干扰波电场初始振幅与特征等离子体电场振幅的比值应保持在10以下。 展开更多
关键词 高功率微波 低电离层 互作用效应 振幅交调深度 短脉冲
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低频天波传播预测与低电离层模式参数的测定 被引量:5
16
作者 田育庶 牛有田 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第1期29-34,共6页
在理想化的均匀球面通过进一步地与具有突变边界的均匀各向同性同心球面电离层条件下的 LF天波全波解的基础上 ,考虑由海陆之差引起的地面导电率的变化、大气和低电离层的不均匀性以及由地磁场引起的各向异性特性等因素的影响 ,推导出... 在理想化的均匀球面通过进一步地与具有突变边界的均匀各向同性同心球面电离层条件下的 LF天波全波解的基础上 ,考虑由海陆之差引起的地面导电率的变化、大气和低电离层的不均匀性以及由地磁场引起的各向异性特性等因素的影响 ,推导出了较严格预测实际地与低电离层条件下场强与传播相延精确预测的完善公式。给出了一些低电离层模式参数的实测结果。这些模式参数为参考高度 h0 、参考浓度 N0 与梯度参数 α。由罗兰 - 展开更多
关键词 低频天波传播预测 低电离层模式参数 电波传播
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低纬哨声通过低电离层传播的透射特征——全波解 被引量:4
17
作者 徐继生 莫启绪 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期256-261,共6页
本文利用全波解方法研究了低纬哨声通过低电离层传播的过程。文中主要计算了哨声波的透射损失和反射系数随投射角与方位角的变化,并结合哨声多站同时观测结果进行了简要的讨论。全波解数值计算结果表明,透射损失随投射角的变化具有南北... 本文利用全波解方法研究了低纬哨声通过低电离层传播的过程。文中主要计算了哨声波的透射损失和反射系数随投射角与方位角的变化,并结合哨声多站同时观测结果进行了简要的讨论。全波解数值计算结果表明,透射损失随投射角的变化具有南北不对称性,当波矢沿磁力线方向时透射损失最小,且这种不对称性随磁倾角的减小而明显加剧。计算结果还表明,下行哨声的内反射系数基本上不随投射角而变化;但随波频率的升高而减小,并伴有数个相间的极大和极小值,这可能导致哨声回波频谱畸变。 展开更多
关键词 哨声 电离层传播 透射 全波解
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考虑电子吸附效应的低电离层加热研究 被引量:2
18
作者 成琦 郭立新 +2 位作者 张丹 李慧敏 李江挺 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期43-51,共9页
基于低电离层自洽加热模型,综合考虑了低电离层中电子的复合效应及典型吸附效应,本文数值仿真了大功率高频无线电波持续加热低电离层所产生的电子温度、电子密度的扰动,并且首次模拟分析了由于电子温度扰动造成的加热电波自吸收效应.结... 基于低电离层自洽加热模型,综合考虑了低电离层中电子的复合效应及典型吸附效应,本文数值仿真了大功率高频无线电波持续加热低电离层所产生的电子温度、电子密度的扰动,并且首次模拟分析了由于电子温度扰动造成的加热电波自吸收效应.结果表明:电子吸收大功率加热电波能量导致了电子温度的增加,同时改变了电离层的吸收指数,引起了加热电波的自吸收效应.加热电波的自吸收效应对低电离层较高区域的电子温度扰动有重要的抑制作用.因此,随着加热频率的减小或有效辐射功率的增大,低电离层较低区域的电子温度增量明显增大而在高度100km以上区域的电子温度增量始终较小.另一方面,随着电子温度的增加,电子的复合系数减小而电子的吸附系数增加,导致了电子密度在低电离层中较高区域出现正扰动而在较低区域出现负扰动.当饱和电子温度较大时,继续减小加热频率或增大有效辐射功率对电子密度扰动所造成的改变较小,尤其当电子温度超出复合系数和吸附系数的温度敏感区间.此外,电子温度与电子密度的饱和时间相差较大,电子温度的饱和时间为微秒量级而电子密度的饱和时间为秒量级. 展开更多
关键词 低电离层 大功率高频电波 吸附效应 自吸收效应
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电离层对台风响应的全过程的特例研究 被引量:19
19
作者 肖赛冠 郝永强 +1 位作者 张东和 肖佐 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期623-628,共6页
作为特例研究,本文对1988年和1990年两次强台风影响期间的电离层多普勒记录及相应的台风资料进行了细致的相关分析,目的是利用多普勒记录的连续性优点来了解电离层对登陆(或近海)强台风通过声重波响应的演化全过程.分析表明,在这两次台... 作为特例研究,本文对1988年和1990年两次强台风影响期间的电离层多普勒记录及相应的台风资料进行了细致的相关分析,目的是利用多普勒记录的连续性优点来了解电离层对登陆(或近海)强台风通过声重波响应的演化全过程.分析表明,在这两次台风影响期间,电离层形态中除有明显的波状扰动(中尺度声重波)出现外,还有一些值得注意的新现象:波动的时间演化表现出明显的幅度逐渐增加以及频率由高频向低频转变,在振幅很大的情况下日落后同时出现扩展F(Spread-F)现象,显示了声重波在激发电离层不规则结构方面的种子作用.这一演化过程与电离层中TIDs的线性传播理论一致,文中开展了对这一现象的非线性数值模拟,模拟结果基本上也与上述观测现象相吻合. 展开更多
关键词 低层大气-电离层耦合 电离层声重波 电离层扰动 电离层不规则结构
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