加热扰动异常非相干散射谱理论与实验研究

加热扰动的非相干散射理论，是开展人工电离层加热研究的瓶颈。本项目以2006年，2008年和2009年我国使用欧洲非相干散射雷达及其电离层加热设施开展的3次电离层加热实验以及欧洲非相干散射雷达的历史加热数据为基础，考察离子线和等离子线扰动谱的时间演化特征，高度和频率分布特征，以及功率谱的加热扰动特征与加热频率，加热功率，波束指向等加热参数的相关规律。在此基础上，结合相应的电离层加热机制，建立经验和半经验的非麦克斯韦粒子分布模型，考察非麦克斯韦指数对离子线和等离子线的影响。使用误差估计算法对反演参数后验方差进行分析，并通过协方差分析考察不同参数之间的相关关系，进而建立了人工电离层加热条件下非平衡态非相干散射理论模型，为使用非相干散射雷达探测人工扰动电离层参数提供新方法和思路.

针对人工电离层加热的非相干散射探测中出现的瓶颈问题，利用我国使用欧洲非相干散射雷达及其电离层加热设施开展的电离层加热实验的数据，我们开展了统计分析和数值仿真工作，发现了VHF非相干散射谱长时间增强、增强高度阶跃下降、双等离子体线增强等新现象；获取了加热扰动特征的时间演化规律，高度和频率分布特征，及其与加热频率、加热功率、波束指向等加热参数的依赖关系；建立超热电子非相干散射理论模型和电离层加热数值仿真模型等理论模型；使用误差估计算法对反演参数后验方差进行分析，确立了电离层反演参数的选定方法，提出了基于等离子体线分层结构反演电子密度的方法。这些研究工作对利用非相干散射雷达准确探测人工扰动电离层参数具有重要意义。