基于Arecibo非相干散射雷达的电离层动力学研究

第1章 引言

1.1 电离层简介

1.1.1 电离层的垂直结构

1.1.2 风剪切理论和离子运动

1.1.3 电离层探测技术

1.2 非相干散射雷达简介

1.2.1 非相干散射雷达方程以及散射截面

1.2.2 非相干散射雷达功率谱

1.2.3 Arecibo非相干散射雷达

1.2.4 美国非相干散射雷达简介

1.3 本文的工作目的与内容安排

第2章 非相干散射雷达数据分析

2.1 离子矢量速度的获取

2.2 中性风的获取

2.2.1 E层中性风的推导

2.2.2 经向风在F层的推导

2.3 约束谐波拟合方法

第3章 Arecibo上空低频大气潮汐波和准2天行星波的观测研究

3.1 大气潮汐波简介

3.2 功率密度谱分析

3.2.1 F层经向风功率谱密度结果

3.2.2 E层中性风功率谱密度结果

3.3 24小时潮汐波结果与讨论

3.4 12小时潮汐波结果与讨论

3.5 行星波简介

3.6 准2天行星波的振幅和垂直结构

3.7 小结

第4章 高频潮汐波的观测研究

4.1 8小时潮汐波简介

4.2 8小时潮汐波结果与讨论

4.3 8小时潮汐波小结

4.4 6小时潮汐波的结果与讨论

4.5 6小时潮汐波小结

第5章 Arecibo电离层午夜塌陷以及其与中性风、电场和双极扩散之间的关系

5.1 引言

5.2 数据展示

5.2.1 Arecibo电子浓度分布

5.2.2 HmF2，NmF2和Vz

5.2.3 离子垂直运动的三个分量

5.3 讨论

5.3.1 午夜塌陷主要是由哪一（几）个机制引发的？

5.3.2 哪一（几）个潮汐波分量对午夜塌陷最为重要？

5.3.3 其他观测周期内的Arecibo午夜塌陷

5.4 小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

大气潮汐波和行星波是大气能量、动量和耦合的重要驱动源。《基于Arecibo非相干散射雷达的电离层动力学研究》的主要内容是分析在低纬度从90到350公里的高度范围内传播的潮汐波和行星波。重点研究了低纬度热层潮汐波和行星波各个谐波分量的垂直结构，传播特性以及激发过程；讨论了潮汐波对低纬度电离层离子垂直分布的影响；分析了潮汐波和行星波对热层大气能量交换的影响以及热层大气与电离层的耦合过程。研究结果加深了人们对低纬度电离层的形态学认识；提高了人们对低纬度热层大气循环以及能量交换过程的理解；对于完善低纬度电离层建模以及探寻热层和电离层的耦合机制有着非常大的帮助。