《基於寬頻sferic全波反演法的D層局部擾動研究》是依託廈門大學，由韓峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於寬頻sferic全波反演法的D層局部擾動研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韓峰
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由雷電回擊輻射的高功率寬頻電磁波稱為天電（radio atmospherics，簡稱sferics）。它們的主要能量分布在超低頻（3Hz-3000Hz）、甚低頻（3kHz-30kHz）和低頻（30kHz-300kHz）波段，大部分被D層反射，常常用於D層探測。然而在目前基於超低頻、甚低頻和低頻電磁波的D層研究中，人們還難以定量的直接測量D層的局部擾動。在本課題中，我們提出一種直接測量D層局部擾動的方案。具體來講，我們把雷電回擊作為發射天線，sferic接收器作為接收天線，用計算電磁學中的全波疊代反演算法處理D層擾動區多個方位角上的接收器所記錄的寬頻sferic信號，定量計算出背景電離層中局部擾動區域電子密度的三維剖面。在此計算的基礎上，我們通過結合可能的D層擾動源數據和相應的能量耦合模型，深入研究D層和各種擾動觸發機制如火山噴發、地震、高能粒子沉降、強雷電持續加熱等自然現象的相互作用過程。
結題摘要
雷電回擊輻射的高功率寬頻電磁波稱為天電(radio atmospherics，簡稱sferics)。它們的主要能量分布在超低頻(3Hz-3000Hz)、甚低頻(3kHz-30kHz)和低頻(30kHz-300kHz)波段，大部分被D層反射，所以常常用於D層探測。在本研究課題中，我們建立各向異性電離層多頻率天電傳播模型，用於D層磁化冷電漿參數的反演。具體來講，我們首先建立任意各向異性分層介質模型，通過二維譜域積分的方式計算格林函式，同時在譜域完成地球彎曲表面影響的校正，這樣得到的空域格林函式已經包含了地球彎曲表面的影響。然後建立單軸個各向異性分層介質中三維快速正演計算模型，通過雙共軛梯度和快速傅立葉變換加速方法實現嵌入在單個分層中任意各向異性散射體的正散射快速計算。最後建立任意各向異性散射體三維反演模型，一次反演出任意各向異性散射體的所有介質參數。這幾方面的研究成果給D層電漿參數的直接反演奠定了基礎，同時為D層背景剖面或者擾動區電子密度變化各種觸發機制如火山噴發、高能粒子沉降等深入研究提供有效參考。
