台风过程电离层扰动的形态特征与顾及地形的可能耦合机理
电离层作为地球空间环境的重要组成部分，当电离层受到强烈扰动时，由于电子密度梯度和电离层的不规则性，会降低卫星导航定位系统和各类无线电通讯系统的运行性能。而低层大气气象活动引发的小尺度电离层扰动的特征和耦合机理仍未明确。因此，低层大气气象活动引发的电离层扰动规律、影响因素和耦合机理等已成为人们研究的一个重要科学问题。而台风作为最剧烈的地面天气变化之一，研究台风过程中电离层的扰动特征尤为重要。本文将基于多源数据分析台风过程电离层扰动的形态特征，并初步讨论了不同地形条件下台风与电离层扰动的可能耦合机理。 （1）基于电离层电子浓度总含量（TotalElectronContent，TEC）变化率的指数（RateofchangeintheTECIndex，ROTI）分析发现，在11个台风中有7个台风过程中检测到了电离层不规则性扰动。其中菲特、玛莉亚、天鸽和山竹登陆过程中未检测到明确由台风导致的电离层不规则性扰动。妮妲、海马、莎莉嘉、罗莎、凡亚比、麦德姆和蔷薇均在其登陆过程中检测到了电离层不规则性扰动，ROTI的最大值分别为0.55TECU.min-1、0.8TECU.min-1、1TECU.min-1、1.8TECU.min-1、2.5TECU.min-1、3.5TECU.min-1、2.5TECU.min-1。 （2）本文基于多源数据检测到的台风期间电离层的扰动结果具有很好的一致，且检测到的电离层扰动一般出现在台风登陆前后一天和登陆当天，表明这些电离层扰动确实由台风接近海岸或登陆引起。 （3）基于不同地形条件结合声重力波初步讨论了电离层扰动的可能耦合机理。结合台风登陆地的地形分析发现，在地势较高地登陆的台风更易检测到显著的电离层扰动。山竹登陆广东沿海地区未检测到显著的电离层扰动。海马登陆后穿过莲花山（海拔1336米），莎莉嘉登陆后穿过五指山（海拔1867.1米），麦德姆登陆后穿过台湾中央山脉（中央山脉有62座山峰高度在3000米以上），三者在登陆过程中均检测到了空间尺度上的TEC扰动，TECGIM?IRI的差值分别为0.5~1.5TECU0.5~3TECU、0.5~3TECU。这一现象可以由地形对声重力波的影响解释。台风登陆地势较高的地区时，由于高地形的阻力效应,空气中的高递减率为声重力波的发展创造了理想的条件，台风影响期间所激发的声重力波可以传播到电离层高度并对电离层产生影响。
台风;电离层扰动;地形耦合;声重力波
南京信息工程大学
硕士
地理学
柯福阳
2020
中文
P444;P352;P458.124
2022-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）