极区中层夏季回波火箭探空观测的个例分析 被引量：7

1

作者 李海龙 吴健 +1 位作者 黄际英 王茂琰 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期397-401,共5页

利用仅发生极区中层夏季回波(Polar Mesosphere Summer Echoes,PMSE)现象时的ECT-02火箭探空数据,反演出电子数密度和尘埃电荷数密度。这些典型的极区中层顶的基本参量为研究PMSE提供了良好的数据基础。通过分析得出了极区中层顶区域属... 利用仅发生极区中层夏季回波(Polar Mesosphere Summer Echoes,PMSE)现象时的ECT-02火箭探空数据,反演出电子数密度和尘埃电荷数密度。这些典型的极区中层顶的基本参量为研究PMSE提供了良好的数据基础。通过分析得出了极区中层顶区域属于弱电离、弱耦合尘埃等离子体的结论。根据电子数密度扰动分析PMSE现象发现,电子数密度的扰动与PMSE有密切的联系,扰动强烈的地方回波就强,扰动弱的地方回波就弱,或者不发生PMSE现象。 展开更多

关键词 极区中层夏季回波 尘埃等离子体 中层大气

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极区中层夏季回波与频率关系的初步分析 被引量：5

2

作者 李海龙 吴健 +1 位作者 黄际英 王茂琰 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期416-419,共4页

研究不同频率的雷达体在不同时间和地点测量的极区中层夏季回波(Polar Mesosphere Summer Echoes,PMSE)体反射率,发现雷达体反射率与工作频率的4次方成反比,即产生PMSE回波的散射体的雷达散射截面与频率的4次方成反比,这种频率依赖关系... 研究不同频率的雷达体在不同时间和地点测量的极区中层夏季回波(Polar Mesosphere Summer Echoes,PMSE)体反射率,发现雷达体反射率与工作频率的4次方成反比,即产生PMSE回波的散射体的雷达散射截面与频率的4次方成反比,这种频率依赖关系不同于传统湍流理论.最后提出了PMSE实验和理论研究的新方法. 展开更多

关键词 极区中层夏季回波 体反射率 布拉格尺度

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挪威地区甚高频雷达观测极区夏季中层回波 被引量：1

3

作者 马征征 徐彬 +2 位作者 吴军 许正文 吴健 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期1-6,共6页

于2010年7月13日至16日正午前后在挪威Troms地区(69.6°N)使用224MHz甚高频非相干散射雷达对极区夏季中层回波(PMSE)进行了观测.雷达几乎每天都捕捉到了PMSE现象,且其时常具有双层结构.为专门研究PMSE方向敏感性,采用了转动雷达... 于2010年7月13日至16日正午前后在挪威Troms地区(69.6°N)使用224MHz甚高频非相干散射雷达对极区夏季中层回波(PMSE)进行了观测.雷达几乎每天都捕捉到了PMSE现象,且其时常具有双层结构.为专门研究PMSE方向敏感性,采用了转动雷达发射波束指向的观测模式.对于13日的高PMSE层,回波功率随波束天顶角的增大而衰减,回波半宽角为8.9°.然而,对于13日的低PMSE层和14—15日的PMSE层,回波功率与波束指向基本无关,这与国际上早期使用约50MHz甚高频雷达观测的结果不一致. 展开更多

关键词 甚高频雷达 极区夏季中层回波 方向敏感性

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极区中层夏季回波与偶发E层关系的初步研究

4

作者 李海龙 吴健 王茂琰 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期50-54,共5页

极区中层夏季回波(PMSE,Polar Mesosphere Summer Echoes)是发生在当地夏季极区中层顶附近的一种异常强大的雷达回波。利用电离层测高仪观测到的频高图来确定极区中层夏季回波偶发E层(PMSE-Es,Polar Mesosphere Summer Ech-oes-Sporadic... 极区中层夏季回波(PMSE,Polar Mesosphere Summer Echoes)是发生在当地夏季极区中层顶附近的一种异常强大的雷达回波。利用电离层测高仪观测到的频高图来确定极区中层夏季回波偶发E层(PMSE-Es,Polar Mesosphere Summer Ech-oes-Sporadic E)PMSE-Es现象,进而研究南北半球PMSE现象。利用南极中山站数据结合新的统计方法给出了1999至2003年PMSE-Es出现率季节性变化,与北极对应年的PMSE出现率对比发现:它们的结果趋于一致,特别是在2002年,它们的出现率均明显偏低。这表明PMSE-Es与PMSE现象可能具有一定的相关性,将来可以利用电离层测高仪观测PMSE,监测全球变暖的环境问题。 展开更多

关键词 极区中层夏季回波 频高图 中山站 虚高

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极区夏季中层顶尘埃分层的锐边界结构研究 被引量：4

5

作者 李辉 吴健 +1 位作者 吴军 车海琴 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期272-278,共7页

火箭探空实验观测结果显示,极区夏季中层顶尘埃等离子体分层中存在着稳定的锐边界结构。本文采用了流体力学方程组和尘埃粒子自洽电荷变化模型,从尘埃等离子体电动力学的角度出发,利用数值模拟研究了尘埃分层结构中尖锐边界形成的物理... 火箭探空实验观测结果显示,极区夏季中层顶尘埃等离子体分层中存在着稳定的锐边界结构。本文采用了流体力学方程组和尘埃粒子自洽电荷变化模型,从尘埃等离子体电动力学的角度出发,利用数值模拟研究了尘埃分层结构中尖锐边界形成的物理过程。物理分析和数值模拟结果表明,中层顶区域存在的带电冰晶粒子在等离子体及电磁力等相互作用下,很容易形成一种在时间和空间上存在长时间,稳定的局域结构,这个结构可以用来解释我们观测到的一些实验现象。 展开更多

关键词 尘埃等离子体 极区夏季中层回波(pmse) 锐边界结构

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南极中山站DPS-4电离层测高仪的中层夏季回波统计分析 被引量：5

6

作者 李海龙 吴健 +1 位作者 刘瑞源 黄际英 《极地研究》 CAS CSCD 2007年第1期1-9,共9页

本文应用DPS-4型数字式电离层测高仪观测数据研究南半球极区中层夏季回波现象(PMSE)。通过对E层和Es层异常特征的分析,证实在南半球中频和高频频段能够观测到PMSE-Es现象,并发现其与北半球PMSE出现率的季节性变化、日变化及半日变化等... 本文应用DPS-4型数字式电离层测高仪观测数据研究南半球极区中层夏季回波现象(PMSE)。通过对E层和Es层异常特征的分析,证实在南半球中频和高频频段能够观测到PMSE-Es现象,并发现其与北半球PMSE出现率的季节性变化、日变化及半日变化等规律性变化类似,但存在一定差异。最后分析讨论了这些差异,并通过极光卵图解释日变化及半日变化等规律性变化。 展开更多

关键词 极区中层夏季回波 中山站 极光卵

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极区夏季中层顶区域尘埃粒子参数的研究 被引量：3

7

作者 李海龙 牛军 +1 位作者 吴健 车海琴 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期281-284,共4页

采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回... 采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回波现象时极区中层顶区域尘埃粒子电荷数和半径的比值,并得到尘埃粒子的半径以及尘埃粒子所带电荷量。结果表明,极区中层顶区域的尘埃粒子平均所带电荷不到一个,它的半径约为20nm。 展开更多

关键词 尘埃粒子 极区中层夏季回波 尘埃等离子体

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GPS信号在极区中层顶PMSE尘埃层的衰减分析 被引量：1

8

作者 李海龙 吴健 +1 位作者 王茂琰 黄际英 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期343-347,共5页

极区中层夏季回波(PMSE,Polar Mesosphere Summer Echoes)是通过雷达在高纬当地夏季中层顶附近探测到的异常强大雷达回波,发生PMSE现象的区域属于尘埃等离子体范畴,现在已经在1290 MHz处用雷达观测到PMSE现象。GPS系统卫星的L2频率为122... 极区中层夏季回波(PMSE,Polar Mesosphere Summer Echoes)是通过雷达在高纬当地夏季中层顶附近探测到的异常强大雷达回波,发生PMSE现象的区域属于尘埃等离子体范畴,现在已经在1290 MHz处用雷达观测到PMSE现象。GPS系统卫星的L2频率为1227.60 MHz,容易受到PMSE尘埃层的影响。GPS信号穿越极区中层顶时,其中的尘埃等离子体区域必然对信号产生影响。利用分层媒质方法结合ECT-02实验数据研究GPS系统L2载波信号经过尘埃层的吸收系数和信号的衰减程度,证实PMSE尘埃层能影响GPS通信。 展开更多

关键词 全球定位系统 极区中层夏季回波 尘埃等离子体

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2004年11月极区中层冬季回波在224MHz的时空特征分析 被引量：1

9

作者 葛淑灿 李海龙 +2 位作者 徐彤 陈玉梅 王茂琰 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期717-722,共6页

在2004年11月9—13日太阳质子事件期间利用224MHz雷达研究了连续五天出现的极区中层冬季回波(polar mesosphere winter echoes,PMWE),发现电离层D区电子密度增强会增大PMWE的产生几率,PMWE强度越大,其持续时间越长,高度范围越大.由于白... 在2004年11月9—13日太阳质子事件期间利用224MHz雷达研究了连续五天出现的极区中层冬季回波(polar mesosphere winter echoes,PMWE),发现电离层D区电子密度增强会增大PMWE的产生几率,PMWE强度越大,其持续时间越长,高度范围越大.由于白天D区的电离水平更高,PMWE在白天的出现率很高,在夜晚很低.通过深入分析发现,PMWE与宇宙噪声吸收(cosmic noise absorption,CNA)的极大值存在对应关系,表明PMWE与高能粒子沉降导致的电离层D区电子浓度增强密切相关.同时也发现,极区中层冬季回波和极区中层夏季回波体反射率对频率的依赖性不同,暗示二者的产生机理也可能有所不同. 展开更多

关键词 太阳质子 极区中层冬季回波 电离层 太阳电磁辐射 宇宙噪声吸收

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极区中层冬季回波在224MHz的统计特性分析

10

作者 葛淑灿 李海龙 +3 位作者 徐彤 陈玉梅 王茂琰 蒙林 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期316-324,共9页

基于224 MHz欧洲非相干散射甚高频雷达(European incoherent scatter very high frequency radar,EISCAT VHF radar)在2003—2014年间所观测的极区中层冬季回波(polar mesosphere winter echoes,PMWE)数据,分别从出现率、持续时间、高... 基于224 MHz欧洲非相干散射甚高频雷达(European incoherent scatter very high frequency radar,EISCAT VHF radar)在2003—2014年间所观测的极区中层冬季回波(polar mesosphere winter echoes,PMWE)数据,分别从出现率、持续时间、高度分布、日变化、季节变化方面分析讨论了PMWE的平均时空特征,并对国际上PMWE与太阳和地磁活动的相关关系理论中存在的一些问题进行了讨论.结果表明:PMWE出现的几率非常低且持续时间普遍较短,其平均出现率为3.26%,每次出现的平均持续时间为67 min;高度分布范围主要在62~70 km,且在66~67 km高度范围内出现率最高;PMWE大多出现在白天,极少出现在夜晚,且11月份的出现率较高,12月份的出现率非常低.本文的研究为解释PMWE形成的物理机制提供了有价值的参考. 展开更多

关键词 欧洲非相干散射雷达 极区中层冬季回波 出现率 F10.7 地磁Ap指数

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基于新型数据分析软件的极区中层强雷达回波研究

11

作者 葛淑灿 李海龙 +2 位作者 蒙林 RAUF Abdur ULLAH Safi 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期868-876,共9页

该文利用极区中层异常回波及云粒子数据提取分析软件(PMEC_DEAS)处理雷达回波及云粒子数据集,并进行回波特性研究。以通过PMEC_DEAS分析的短期和长期极地中层夏季回波(polar mesosphere summer echoes,PMSE)和极地中层云(polar mesosphe... 该文利用极区中层异常回波及云粒子数据提取分析软件(PMEC_DEAS)处理雷达回波及云粒子数据集,并进行回波特性研究。以通过PMEC_DEAS分析的短期和长期极地中层夏季回波(polar mesosphere summer echoes,PMSE)和极地中层云(polar mesospheric clouds,PMC)数据为例,研究了PMSE出现率与PMC之间的相关性。研究发现短期的PMSE出现率和PMC之间的相关性不显著,长期的双层PMSE出现率与PMC之间呈正相关关系。这表明双层PMSE与PMC密切相关,这与现有的结论一致。以此可以看出,PMEC_DEAS可以有效地适应所研究事件的复杂特征变化,并具有良好的鲁棒性。此外,利用PMEC_DEAS软件分析所得的数据具有更好的稳定性和兼容性,与目前的主流数据分析软件相比更具便捷性和实用性。 展开更多

关键词 极区中层异常回波及云粒子数据提取分析软件 极区中层云 极区中层夏季回波 鲁棒性

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极区中层顶区域尘埃粒子对电磁波散射的研究 被引量：7

12

作者 李海龙 吴健 +1 位作者 黄际英 王茂琰 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期686-688,共3页

极区中层顶区域存在大量带电冰晶微粒,属于尘埃等离子体范畴。在此区域由于尘埃微粒的存在将引起电子密度的不规则性变化,产生异常强大的雷达回波,即极区中层夏季回波。从尘埃等离子体理论出发,应用尘埃等离子体的微分散射截面从理论上... 极区中层顶区域存在大量带电冰晶微粒,属于尘埃等离子体范畴。在此区域由于尘埃微粒的存在将引起电子密度的不规则性变化,产生异常强大的雷达回波,即极区中层夏季回波。从尘埃等离子体理论出发,应用尘埃等离子体的微分散射截面从理论上解释发生极区中层夏季回波时的雷达单位体积后向散射截面与工作频率的内在联系。结果表明:理论计算结果与实验统计结果一致。 展开更多

关键词 极区中层夏季回波 微分散射截面 尘埃粒子

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极区中层顶区域重力波谱的季节变化

13

作者 吴永富 徐寄遥 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期191-198,共8页

使用MAP/WINE和MAC/SINE两次试验中测量的25m高分辨率水平速度数据和1km低分辨率温度数据,研究极区中层顶区域重力波谱的季节变化.温度的直接测量使计算的谱振幅和Richardson数更接近真实大气.结果显示,极区中层顶区域水平速度垂直波数... 使用MAP/WINE和MAC/SINE两次试验中测量的25m高分辨率水平速度数据和1km低分辨率温度数据,研究极区中层顶区域重力波谱的季节变化.温度的直接测量使计算的谱振幅和Richardson数更接近真实大气.结果显示,极区中层顶区域水平速度垂直波数谱的斜率和振幅存在相当大的变率,这些大的观测变率用各种饱和模式及普适垂直波数谱不能解释.然而平均垂直波数谱显示了明显的季节变化,在夏季,平均谱具有饱和特性;在冬季,平均谱具有非饱和特性.这意味着饱和过程存在于夏季而不是冬季.因此,夏季比冬季应有更强的湍流.这个结果与湍流季节变化的观测大致一致.从Brunt-Vaisala频率N和水平风切变计算的Richardson数Ri剖面也显示出季节差异,Ri<1/4的动力不稳定区出现在夏季,而Ri>0.4的稳定区出现在冬季.这些不稳定区与夏季谱结合很好,而稳定区则与冬季谱结合很好. 展开更多

关键词 季节变化 区域重力 Richardson数 极区 波谱 水平速度 饱和特性 不稳定区 波数谱 温度数据 低分辨率 高分辨率 WINE 直接测量 中层顶区 季节差异 夏季 冬季 MAC MAP 显示 振幅和 垂直 平均 风切变 计算 变率 观测 湍流

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基于尘埃等离子体理论的极区中层分层结构研究 被引量：1

14

作者 蒋林 石雁祥 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期374-378,共5页

根据尘埃等离子体理论，考虑到尘埃粒子的充放电过程，研究了尘埃冰晶粒子吞噬效应对极区中层电子浓度分层结构及电导率和介电常数的影响。结果表明，尘埃冰晶粒子的吞噬效应造成了极区中层80～90km高度范围内电子浓度的分层结构，并进... 根据尘埃等离子体理论，考虑到尘埃粒子的充放电过程，研究了尘埃冰晶粒子吞噬效应对极区中层电子浓度分层结构及电导率和介电常数的影响。结果表明，尘埃冰晶粒子的吞噬效应造成了极区中层80～90km高度范围内电子浓度的分层结构，并进而导致这一区域尘埃等离子体电导率、介电常数沿高度出现明显的分层，为解释和研究极区中层夏季回波现象提供参考。 展开更多

关键词 极区中层 吞噬效应 分层结构 夏季回波

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双麦克斯韦分布下极区中层尘埃粒子带电研究 被引量：1

15

作者 帕提曼·阿不都玛洪 王彦同 石雁祥 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期223-226,共4页

在大功率微波照射下,极区中层夏季回波(PMSE)会立刻消失,该现象被称为极区中层加热现象.在大功率微波照射极区中层时,电子在微波电场加速下产生的定向运动速度与热运动速度可以比拟,极区中层的尘埃等离子体服从双麦克斯韦分布.基于双麦... 在大功率微波照射下,极区中层夏季回波(PMSE)会立刻消失,该现象被称为极区中层加热现象.在大功率微波照射极区中层时,电子在微波电场加速下产生的定向运动速度与热运动速度可以比拟,极区中层的尘埃等离子体服从双麦克斯韦分布.基于双麦克斯韦分布下尘埃粒子充电理论给出极区中层尘埃粒子的电荷分布,比较了大功率微波对极区中层加热前和加热时,尘埃粒子电荷以及极区中层电子浓度的变化.结果表明,采用大功率微波装置加热极区中层会影响电子对尘埃粒子的充电进而导致电子浓度变化,这对解释极区中层加热现象具有重要意义. 展开更多

关键词 尘埃等离子体 极区中层夏季回波 双麦克斯韦分布 充电理论 电荷分布

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PMSE人工电子加热和过冲实验的初步研究 被引量：5

16

作者 李海龙 王茂琰 +3 位作者 吴健 吴军 徐彬 黄际英 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2836-2842,共7页

极区中层夏季回波(PMSE)是发生在极区中层顶附近的一种异常强大的雷达回波,它具有明显的分层现象,加热有时能引起过冲现象.电波环境特性及模化技术国家重点实验室从2006年开始开展PMSE加热实验,通过三年的PMSE观测及加热实验,观察到PMS... 极区中层夏季回波(PMSE)是发生在极区中层顶附近的一种异常强大的雷达回波,它具有明显的分层现象,加热有时能引起过冲现象.电波环境特性及模化技术国家重点实验室从2006年开始开展PMSE加热实验,通过三年的PMSE观测及加热实验,观察到PMSE回波强度具有明显的分层现象,并且层数之间变化迅速.另外本文也得到PMSE加热特征曲线OCC(Overshoot Characteristic Curves)图,回波功率随高度变化的剖面图、回波强度随时间的变化图,存在明显的过冲现象.本文开展的PMSE加热实验研究,为将来我国独立开展PMSE研究打下了一定的基础. 展开更多

关键词 过冲 极区中层夏季回波 尘埃等离子体

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