低纬度电离层闪烁与等离子体不规则体的相关特性研究

The relationship between the ionospheric scintillation and irregularities is an important issue in space physics studies. This project plan to use data during a solar cycle 2006-2017, obtained by digisondes of Global Ionospheric Radio Observatory (GIRO) and Meridian Project, as well as GPS scintillation data and satellite in-situ measured data. This project plan to study the characteristics of low latitude ionospheric scintillation and different types of spread F under different solar and geomagnetic activities, as well as their relationship; plan to study the characteristics of ionospheric scintillation and plasma irregularities (especially blobs) in the low latitude region, as well as their relationship; combining the observation with model analysis and theory analysis, plan to study the mechanism of occurrence and development of the plasma bubble/blob, and study how the plasma bubble/blob cause ionospheric scintillation. The innovations include the study on the relation between strong range spread F and scintillation, and the study on the relation between plasma blob and scintillation. This research will be helpful for understanding the mechanism of low latitude ionospheric scintillation and plasma irregularities, and will be helpful for the ionospheric space weather model.

电离层闪烁与不规则体的相关关系问题是空间物理研究中的一个重要课题。本项目拟利用最新一个太阳周（2006-2017年）期间全球多台站的电离层无线观测站网（GIRO）和子午工程的电离层测高仪探测数据，以及GPS闪烁接收机和卫星实地的探测数据，研究不同太阳活动和地磁活动条件下，低纬度地区电离层闪烁和各类型扩展F发生、发展的特性，以及二者之间的相关关系；研究低纬度地区电离层闪烁以及电离层等离子体不规则体（特别是等离子体块）发生、发展的特性，以及二者之间的相关关系；把数据分析、模型分析和理论分析相结合，研究低纬度电离层等离子体泡和等离子体块的形成过程以及引起无线电波闪烁的物理机制。研究强区域扩展F与闪烁的相关关系以及研究低纬度电离层等离子体块（blob）和闪烁的关系都是本项目的创新点。本研究对于理解低纬度电离层闪烁和等离子体不规则体的产生机制具有重要的科学意义，且可为建立电离层空间天气模型奠定基础。

在太阳和地磁活动影响下，电离层中的过程产生了复杂的扰动变化和等离子体密度不规则体，如等离子体泡（Bubble）和等离子体块（Blob）等，对经过的无线电波产生影响，出现闪烁、扩展F等现象，这些现象之间的过程和相关关系是空间物理研究中的一个重要课题。本研究利用包括子午工程海南站在内的全球3个低纬度台站的电离层测高仪和GPS接收机数据，以及卫星实地的探测数据：研究了多个较为独特的等离子块出现在等离子泡的赤道方向的事件，分析等离子块形成的物理机制；统计研究了大西洋低纬度地区台站上空的扩展F的类型和发生率的周日变化和季节变化，特别是与低纬度等离子体泡相关性极好的强区域型扩展F，对比分析了该地区扩展F出现规律与亚洲、美洲低纬度地区的异同；统计研究了2006-2012年低纬度海南站上空电离层参量（峰值密度、峰值高度、标高等）的周日变化和季节变化，并与俄罗斯中纬度、高纬度台站的特征进行对比，研究东亚地区不同经纬度下电离层参量变化规律的异同；统计研究了2010-2013年南半球澳大利亚3个纬度相似但经度相差10°的台站的电离层闪烁现象的周日变化和季节变化，分析它们在午夜前和午夜后闪烁规律的异同。本研究对于理解低纬度电离层闪烁和等离子体不规则体的产生机制具有重要的科学意义，且可为建立电离层空间天气模型奠定基础。