太阳辐射的周期性变化对电离层电子浓度的调制作用

太阳辐射存在明显的约11年周期的太阳活动周变化和以准27天周期为代表的太阳自转周变化，它们对电离层有显著的调制作用。深入地研究太阳辐射的这两种周期性变化对电离层电子浓度调制的特征及其机制，对揭示与理解电离层的变化特性，甄别电离层的长期变化趋势和各种扰动，以及描述和预报电离层都具有非常重要的意义。本项目拟利用电离层和太阳辐射的历史观测数据，采用统计分析和模式模拟的手段，构建更加完整的TEC和NmF2随F107和EUV辐射通量变化的图像，并系统地揭示电子浓度随太阳活动变化特征的纬度、季节、地方时依赖性及其物理机制；探索认识在极端低太阳活动情况下，电子浓度随EUV辐射通量的变化趋势；确立电子浓度对太阳辐射的27天变化响应的定量关系，并比较研究太阳辐射的11年周期变化与27天周期变化对电子浓度的调制作用。项目的实施可以推进对电离层气候与天气的认识，并为改进相关电离层经验模式提供理论依据。

基于电离层和太阳辐射综合观测资料，就电离层电子密度对太阳EUV辐射不同时间尺度变化的响应特征进行了研究，揭示了一些特征的物理机制，获得了一些有价值的成果。研究揭示了电离层电子密度随太阳活动性变化的纬度、季节、地方时依赖性，并分析了多种因素对电子密度随太阳活动性变化特征的影响，揭示电子密度随太阳活动性的非线性变化与电离层动力学过程有关。研究了太阳活动性对电离层电子密度春秋分不对称的影响以及电子密度随太阳活动性变化的春秋分差异，结果表明电离层电子密度春秋分不对称的纬度分布在高太阳活动与低太阳活动期间存在差异，电子密度随太阳活动性的变化具有依赖于纬度的春秋分不对称。分析了23/24活动周的太阳活动低年期间太阳辐射和电离层的变化，揭示与之前的太阳活动低年相比，用F10.7指数估计在此期间EUV辐射的可靠性下降，电离层电子密度在此期间降低，主要原因是EUV辐射的下降。比较研究了EUV辐射与太阳活动指数在多时间尺度上的变化性以及电离层对太阳辐射不同时间尺度变化的响应，表明EUV随指数的短期变化关系在不同太阳自转周之间有明显差异，且EUV随指数的短期变化率低于长期变化率，而电离层电子密度对EUV辐射的长期和短期变化的响应程度也存在差异。探讨了EUV辐射极端低的情况下电离层的变化特征，从而推进了对电离层随太阳辐射变化图像的认识。