地震和磁暴引起的电离层电磁波动特征研究

发布时间：2022-12-09 19:22

　　地球近地空间是由岩石圈、大气层、电离层等多个动态圈层所组成的一个复杂的耦合系统。在这个空间中,地震被认为是对于人类社会最具破坏力的自然灾害之一。在构造应力的作用下,活跃地震带地壳板块经过长期的相互挤压与能量积聚,最终可能在几秒内将能量释放到岩石圈中,而在地震准备到主震发生过程中,地球动力学过程会将岩石圈的信号传输到大气层,从而会引起地面（包括海洋）、大气层以及电离层中多种信号发生异常变化,如电磁信号、地球化学信号等。为了解释这种响应的物理机制,岩石圈-大气层-电离层耦合模型一直是科学家非常感兴趣的课题,其中多种耦合通道被提出。尽管这种不同圈层之间具有前兆性的信号响应机制目前尚不十分清楚,但为突破地震预测科学难题带来了希望。地球低轨道卫星正在发挥着越来越重要的作用,随着卫星技术的发展,如中国最新发射的电磁监测试验卫星张衡一号,对地球的观测越来越详细,这对于岩石圈-大气层-电离层的耦合机制研究创造了良好的条件。随着卫星技术不断发展以及科学家的大量研究,对于岩石圈-大气层-电离层耦合机制的研究已取得一些极具说服力的研究成果,但是目前尚需要积累更多案例资料,同时需要不断改进和完善观测技术和分析... 

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 近地空间环境及电磁扰动源
    1.1 岩石圈((Lithosphere)
        1.1.1 岩石圈的组成与结构
    1.2 大气层(Atmosphere)
        1.2.1 均质层(Homosphere)
        1.2.2 非均质层(The Heterosphere)
    1.3 电离层(Ionophere)
    1.4 磁层(Magnetosphere)
        1.4.1 磁层概述
        1.4.2 磁层基本结构
    1.5 近地空间典型电磁波以及产生源
        1.5.1 近地空间典型电磁波动
        1.5.2 太阳活动引起强烈电磁扰动
        1.5.3 磁暴亚暴引起强烈电磁扰动
        1.5.4 岩石圈地震、台风和火山引起电磁扰动
        1.5.5 岩石圈人工源引起的电磁辐射现象
第二章 数据介绍
    2.1 张衡一号卫星简介
    2.2 DEMETER卫星简介
    2.3 空间天气指数
第三章 张衡一号卫星记录的空间电磁波传播特征分析方法及算法实现
    3.1 张衡一号记录的波形数据频谱分析
        3.1.1 波形数据频谱分析算法
        3.1.2 质子回旋频率附近的电磁波动
        3.1.3 闪电引起的ELF哨声波频谱特征分析
    3.2 电磁波矢量分析算法实现
        3.2.1 电磁波的坡印廷能流算法
        3.2.2 场向坐标系统构建
        3.2.3 波矢量分析算法验证
    3.3 讨论与结论
第四章 地震引起的ELF电磁辐射现象研究
    4.1 研究背景
    4.2 2010MS7.8北苏门答腊地震震例
    4.3 磁场强度重访轨道长期变化
    4.4 异常电磁辐射的波矢量分析
    4.5 震中长期观测背景场分析
    4.6 讨论与结论
第五章 磁暴引起的近地空间ELF/VLF电磁辐射现象研究
    5.1 研究背景
    5.2 张衡一号卫星磁暴期间记录的ELF/VLF电磁波动
        5.2.1 磁暴期间的ELF/VLF准周期辐射波
        5.2.2 磁暴期间的嘶声增强现象
    5.3 强磁暴期间ELF/VLF时空变化特征
    5.4 总结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简历
    参与项目
    发表文章
    参加学术会议情况


【参考文献】：
期刊论文
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[4]The Electric Field Detector（EFD） onboard the ZH-1 satellite and first observational results[J]. JianPing Huang,JunGang Lei,ShiXun Li,ZhiMa Zeren,Cheng Li,XingHong Zhu,WeiHao Yu.  Earth and Planetary Physics. 2018(06)
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本文编号：3715236