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2014-2019 年海南富克站甚高频相干散射雷达回波数据集

2021-07-09金晗燕春晓陈罡阎敬业

金晗,燕春晓*,陈罡,阎敬业

1. 中国科学院国家空间科学中心,北京 100190

2. 武汉大学,武汉 430079

引 言

电离层中存在着许多不同尺度的等离子体密度不规则体(plasma irregularities),研究表明电离层不规则体的形成与电离层中多种不稳定性有关。电离层不规则体主要包括电离层E 层和电离层F 层不规则体,一般认为主要发生在日落后的赤道及低纬电离层F 层不规则体是由瑞利-泰勒(Rayleigh-Taylor)不稳定性[1]引起的,而电离层E 层不规则体的发生则可能与梯度漂移(gradient drift)不稳定性[2]或者风剪切(wind shear)不稳定性[3]等有关。当无线电波穿过这些电离层不规则体后,信号的幅度和相位会发生快速的随机起伏(即电离层闪烁),导致测量误差增大,从而影响卫星导航定位以及通信系统的性能,严重时甚至可能造成信号中断。电离层不规则体的产生机制以及演化规律一直是电离层物理研究中的重要科学问题,对于卫星导航定位和通信系统有着重要的实际应用价值。

电离层不规则体的探测手段有很多,包括非相干散射雷达、相干散射雷达、数字测高仪、电离层TEC 与闪烁监测仪、全天空气辉成像仪以及卫星原位测量等。其中相干散射雷达由于具有全天候连续观测,并具备较高时空分辨率等优势,一直是国内外学者开展相关研究所依赖的重要观测手段。国内学者基于相干散射雷达陆续开展了一些关于我国低纬电离层不规则体产生机制和变化特性的研究,例如宁百齐等[4]、李国主等[5]和胡连欢等[6]基于三亚(18.4°N,109.6°E)VHF 雷达的观测数据分别分析了电离层E 层连续性回波、准周期回波以及太阳活动低年夏季F 层回波的特性。……

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