【摘 要】
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电离层是地球环境中的重要组份,对人们的生产生活产生着利弊共存的影响。为了更好地发挥电离层的优势作用,规避其发生扰动时产生的不利影响,电离层研究成为了一项热门课题。电离层电子浓度总含量是指单位面积内电子浓度沿高度的积分,常常被用来描述电离层形态,表征电离层的变化。分析电离层电子浓度总含量的变化规律,是分析电离层时空分布特征的一个重要角度。电离层的状态受到多种因素的影响,台风是引起电离层扰动的因素之一
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电离层是地球环境中的重要组份,对人们的生产生活产生着利弊共存的影响。为了更好地发挥电离层的优势作用,规避其发生扰动时产生的不利影响,电离层研究成为了一项热门课题。电离层电子浓度总含量是指单位面积内电子浓度沿高度的积分,常常被用来描述电离层形态,表征电离层的变化。分析电离层电子浓度总含量的变化规律,是分析电离层时空分布特征的一个重要角度。电离层的状态受到多种因素的影响,台风是引起电离层扰动的因素之一。以台风事件为基础,选择电离层电子浓度总含量作为表现电离层状态变化的重要参数,重点研究台风过境前后,其路径上空电离层的异常特征,探寻期间电离层电子浓度总含量的时空变化规律,为进一步描述台风和电离层之间的耦合关系提供参考。本文主要研究工作及所得结果如下:（1）介绍了电离层TEC数据的选择、采集与预处理方法。基于国际GNSS服务组织发布的全球总电子含量格网数据展开研究,该数据空间分辨率上,经度跨度为5°,纬度跨度为2.5°,时间分辨率为2 h;采用双线性插值方法进行预处理,计算出台风路径参考点位置处的电离层TEC数值。（2）研究台风期间路径电离层TEC时间序列的异常特征。详细介绍了滑动四分位距方法的理论依据,并介绍了使用滑动四分位距法对研究时段内电离层TEC数据进行异常提取和异常甄别的原则。对2016-2020年五年内发生的十次台风事件其路径电离层TEC时间序列的异常提取研究结果发现:电离层TEC异常最早在台风起编前7日就已出现,最晚可持续到台风消失后1日;异常出现在0:00-8:00UTC和18:00-22:00 UTC的频率最高;台风起编日之前较起编日之后对电离层的影响更大、更明显;TEC异常的异常属性是不确定的,多数TEC异常属性是正、负共存的,该情况下研究时段内最大异常值的异常属性均为负异常。（3）研究台风期间路径电离层TEC空间分布的异常特征。基于对电离层TEC时间序列异常的分析,进一步研究了台风期间路径电离层TEC异常的空间分布。研究发现:异常区域随时间的推移整体自东向西移动,且异常区域会与台风路径高度附和,直观地证明台风天气的发生,对电离层一定是有影响的;从空间分布的提取结果来看,单日出现异常的具体时段与时间序列异常探测结果高度相同,发生在18:00-22:00 UTC的频率最高;异常变化率数值伴随着异常区域的扩大而增加,峰值出现在当日异常区域范围最大的时刻频率最高,且出现在18:00 UTC的频率最高;当日相对变化率峰值出现在台风路径上或台风路径的西南方向频率最高,出现的具体位置差异可能与台风自身风速、移动路径等因素有关。（4）研究相同等级的台风其路径电离层TEC异常特征规律。以台风最高风力为视角,对比相同等级的台风对其路径电离层造成的影响,研究发现:同一风力强度的台风,生命周期越长,对电离层影响的强度越低,变化率峰值越低;同一风力强度的台风,若生命周期为普遍的5-8日,TEC相对变化率这一参量所表现出的结果非常相似。
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