地面VLF辐射渗透进电离层和磁层传播研究及其应用
发布时间：2022-01-21 19:35
地面VLF人工源产生的信号可以在地球和电离层底边界不停的来回反射,以波导的方式向远处传播,但是由于电离层并不是理想导体,其中有一部分电波能量能够渗透进入电离层,并倾向于沿着地球磁力线形成的哨声导管以很小的损耗继续向磁层传播。地面VLF辐射渗透进电离层和磁层传播的研究意义在于:首先不仅有助于理解和发现电离层中的新效应和新现象,而且有助于加深对磁层-电离层-大气层耦合的物理过程的理解,推动空间天气的预测研究,在实际应用中具有一定的意义和价值。其次,一方面可以提供地基VLF人工源上方的电离层电磁场背景场信息,为中国电磁卫星电磁场数据的的可靠性验证和数据质量评价提供一定的参考依据,另一方面还可以为寻找地震前VLF人工源信噪比变化提供一定的理论支持。此外,还有助于研究闪电现象的电离层磁层观测以及人工控制消除磁层辐射带的高能粒子。当VLF波渗透电离层传播时,由于电离层D区电子与中性大气成份的频繁碰撞会导致VLF波能量产生损耗。早在二十世纪六十年代,Helliwell就给出了估算白天和夜间2 kHz和20 kHz的VLF波穿透电离层时能量衰减的经典吸收曲线并得到了广泛应用。但是实际电离层D区电子密度...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１髙层大气分布及特征物理现象??电离层在垂直方向上呈分层结构，一般划分为Ｄ层、Ｅ层和Ｆ层，其中Ｆ层又分为Ｈ??层和Ｆ２层，最大电子密度约为１０１２ｍ－３，位于３００千米高度附近
?地面ＶＬＦ辐射渗透进电离层和磁层传播研究及其应用???日间电离层?夜间电离层??５０?０?—??卫星??４００?－??高??度?汗２区??３?３００－?ｆ?尸区??扩展Ｅ层?駆??扩展?Ｅｇ??Ｄ区??图２－２电离层分层结构的昼夜变化愴况??电离层分层结构是电离层的理想状态，实际电离层随经度、纬度呈现复杂的空间??变化，并且具有昼夜、季节、年、太阳黑子周等时间变化。由于电离层各层的化学结??构、热结构不同，各层的形态变化也不尽相同。??电离层特性主要可由电子密度、离子密度、电子温度、离子温度等参量的空间分??布来描述。研究重点主要是电子密度随高度的分布。电子密度随高度的变化与各高度??ｈ大气成分、大气密度以及太阳辐射通量等因素有关。由经典理论知，电磁波在介质??中的传播是受到介质中带电粒子的影响，特别是电子在电磁波作用下以电磁波的频率??振动时激发电磁辐射影响的结果。??§２．１．２电离层介质特性??各向同性等离子体中电磁波没有伴生密度扰动，因而也无伴生压力扰动。换句话??说，在流体模型中，运动方程的压力项只对纵波有贡献而对横波没有贡献。但当未扰??动等离子体存在磁场时，压力项使情况变得很复杂，所以忽略压力项，并且当粒子的??热速度远小于波的相速时略去压力项是合理的。在这种场合我们说的等离子体是“冷”??的。除了波的相速很小的情形外，冷等离子体模型时令人满意的。在这种磁化冷等离??子体模型下的电离层具有以下特性??（１）电离层介电常数的一般形式??由于地磁场的影响，电离层参数呈现各向异性的特性，从而对从地面向低电离层??１１??
图２－３水平分层各向异性介质中的波场结构??由于电场和磁场的水平分量在每一层的边界处是连续的，所以有??
【参考文献】：
期刊论文
[1]低纬电离层无线电波冬季吸收特性与中层大气动力学[J]. 熊年禄,龙咸灵,张训械. 武汉大学学报(自然科学版). 1985(04)
[2]国际地磁参考场中哨声模波的三维射线跟踪算法[J]. 徐继生,保宗悌,梁百先. 地球物理学报. 1985(05)
[3]赤道异常区内非导管哨声的射线跟踪[J]. 徐继生,保宗悌,梁百先. 地球物理学报. 1984(05)
博士论文
[1]高频电波人工调制低纬电离层所激发的ELF波的研究[D]. 汪枫.武汉大学 2011
硕士论文
[1]利用DEMETER卫星数据提取地震异常的方法初探[D]. 欧阳新艳.中国地震局地震预测研究所 2008
本文编号：3600834
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１髙层大气分布及特征物理现象??电离层在垂直方向上呈分层结构，一般划分为Ｄ层、Ｅ层和Ｆ层，其中Ｆ层又分为Ｈ??层和Ｆ２层，最大电子密度约为１０１２ｍ－３，位于３００千米高度附近
?地面ＶＬＦ辐射渗透进电离层和磁层传播研究及其应用???日间电离层?夜间电离层??５０?０?—??卫星??４００?－??高??度?汗２区??３?３００－?ｆ?尸区??扩展Ｅ层?駆??扩展?Ｅｇ??Ｄ区??图２－２电离层分层结构的昼夜变化愴况??电离层分层结构是电离层的理想状态，实际电离层随经度、纬度呈现复杂的空间??变化，并且具有昼夜、季节、年、太阳黑子周等时间变化。由于电离层各层的化学结??构、热结构不同，各层的形态变化也不尽相同。??电离层特性主要可由电子密度、离子密度、电子温度、离子温度等参量的空间分??布来描述。研究重点主要是电子密度随高度的分布。电子密度随高度的变化与各高度??ｈ大气成分、大气密度以及太阳辐射通量等因素有关。由经典理论知，电磁波在介质??中的传播是受到介质中带电粒子的影响，特别是电子在电磁波作用下以电磁波的频率??振动时激发电磁辐射影响的结果。??§２．１．２电离层介质特性??各向同性等离子体中电磁波没有伴生密度扰动，因而也无伴生压力扰动。换句话??说，在流体模型中，运动方程的压力项只对纵波有贡献而对横波没有贡献。但当未扰??动等离子体存在磁场时，压力项使情况变得很复杂，所以忽略压力项，并且当粒子的??热速度远小于波的相速时略去压力项是合理的。在这种场合我们说的等离子体是“冷”??的。除了波的相速很小的情形外，冷等离子体模型时令人满意的。在这种磁化冷等离??子体模型下的电离层具有以下特性??（１）电离层介电常数的一般形式??由于地磁场的影响，电离层参数呈现各向异性的特性，从而对从地面向低电离层??１１??
图２－３水平分层各向异性介质中的波场结构??由于电场和磁场的水平分量在每一层的边界处是连续的，所以有??
【参考文献】：
期刊论文
[1]低纬电离层无线电波冬季吸收特性与中层大气动力学[J]. 熊年禄,龙咸灵,张训械. 武汉大学学报(自然科学版). 1985(04)
[2]国际地磁参考场中哨声模波的三维射线跟踪算法[J]. 徐继生,保宗悌,梁百先. 地球物理学报. 1985(05)
[3]赤道异常区内非导管哨声的射线跟踪[J]. 徐继生,保宗悌,梁百先. 地球物理学报. 1984(05)
博士论文
[1]高频电波人工调制低纬电离层所激发的ELF波的研究[D]. 汪枫.武汉大学 2011
硕士论文
[1]利用DEMETER卫星数据提取地震异常的方法初探[D]. 欧阳新艳.中国地震局地震预测研究所 2008
本文编号：3600834
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3600834.html
