平流层突然增温期间电离层赤道异常区周期性变化研究

The variation of ionospheric morphology features in the equatorial ionization anomaly（EIA）　during the sudden stratospheric warming (SSW)is a hot issue in the research of the ionosphere，the evolution mechanism of EIA and the dynamic process in the low-latitude ionosphere is revealed through studying periodic variation in the EIA region during the SSW.Based on the geomagnetic latitude of EIA crest obtained by Global Positioning System（GPS） observations data, global total electron content data of MIT and satellite measurements data (such as CHAMP satellite), combining with various ionospheric parameters (such as equatorial electrojet, F2 layer peak height, F2 layer critical frequency) and atmospheric parameters (such as atmospheric temperture), the diurnal, seasonal and solar activity variation in meridional movement of EIA crest are analyzed; the periodic variation in the China EIA region during the multiple SSW events are studied through case and statistical analysis; the region and longitude variation of the periodicity in the EIA region are studied during the SSW through comparatively analyzing the periodic variation in the southern and northern EIA region around each longitude area; the process and mechanism of periodic variation in the EIA region during the SSW are analyzed by model simulating.

平流层突然增温期间电离层赤道异常区的形态变化特征是当今电离层研究的热点，本课题通过研究平流层突然增温期间赤道异常区周期性变化，揭示赤道异常的演化机理和低纬度电离层的动力学过程.利用从全球定位系统（GPS）台站观测数据、麻省理工学院（MIT）的全球总电子含量数据和卫星探测数据（如CHAMP等卫星）获得赤道异常峰位置数据，同时结合各种电离层参量（如赤道电激流、F2层最大电子密度高度和F2层临频等）和大气参量（如大气温度和电场等）数据，开展赤道异常峰经向运动的周日、季节和太阳活动变化规律分析；针对多个平流层突然增温事件，进行平流层突然增温期间中国赤道异常区周期性变化个例分析和统计分析；对比分析各个经度区域南北赤道异常区周期性变化情况，研究平流层突然增温期间赤道异常区周期性的区域和经度变化规律；利用模型对赤道异常区周期性变化进行模拟，分析平流层突然增温期间赤道异常区周期性变化的过程和机理。

电离层赤道异常是低纬度电离层的重要特征之一，其变化规律一直是电离层物理的重要研究内容。平流层突然增温期间赤道异常区变化研究有助于揭示赤道异常的演化机理和低纬度电离层的动力学过程。本项目利用赤道异常区GPS观测数据，磁场数据和全球电离层总电子含量图（GIM）等相关数据，对平流层突然增温期间赤道异常区时空变化进行全面分析。主要结果包括：（1）在2006-2015期间，中国南宁上空赤道异常峰具有明显的周日、季节和太阳活动变化特征，与赤道电激流强度变化一致。（2）在2003年平流层突然增温期间，东亚扇区赤道异常南北峰位置和赤道电激流强度均出现大尺度的、同相的准16 日周期性振荡。同时南峰位置及其准16 日周期振荡的振幅要高于北峰。（3）在2003，2006和2009年平流层突然增温期间，中国和秘鲁扇区的赤道异常峰位置都表现明显稳定的、同相的14-15天周期性振荡，并且这一周期性振荡与月球的公转周期(29.75天)和相位一致，表明赤道异常峰的14-15天周期振荡与月球潮汐调制有关。此外，赤道异常峰14-15天周期振荡的幅度在中国扇区要强于秘鲁扇区。（4）在2002年南半球平流层突然增温期间，亚洲扇区赤道异常南北峰位置和强度都出现同相的准10 日周期性变化，同时，南极区平流层温度和赤道电激流强度也出现准10日周期性变化。我们认为，赤道异常区10日周期变化来源于准10日行星波对电场的调制。