【摘 要】
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基于Swarm卫星2015年至2019年期间测量的50Hz高频磁场数据,通过小尺度电离层行扰(small-scale traveling ionospheric disturbance,SSTID)探测算法探测发生在磁纬±?以内尺度小于10千米的SSTID,同时使用DBSCAN聚类算法将探测到的SSTID事件集中未排除的弱赤道等离子泡污染(EPB)事件排除,最后对SSTID事件的统计特征进行了研究
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基于Swarm卫星2015年至2019年期间测量的50Hz高频磁场数据,通过小尺度电离层行扰(small-scale traveling ionospheric disturbance,SSTID)探测算法探测发生在磁纬±?以内尺度小于10千米的SSTID,同时使用DBSCAN聚类算法将探测到的SSTID事件集中未排除的弱赤道等离子泡污染(EPB)事件排除,最后对SSTID事件的统计特征进行了研究。论文的主要工作和成果如下:1.提出了可行的小尺度电离层行扰(SSTID)探测算法。根据小尺度磁场波动作为代理对象来探测SSTID,首先使用1Hz高通滤波器分别对纬向磁场分量和平均场向磁场分量进行滤波处理,然后分别在滤波处理后的纬向磁场分量和平均场向磁场分量上,通过阈值判断来探测SSTID事件和排除EPB污染事件。研究结果表明,SSTID探测算法是基本可靠的,但其存在着无法排除少量弱EPB污染事件的缺陷。2.使用基于密度DBSCAN聚类算法来排除SSTID事件中的弱EPB事件污染。由聚类算法甄选的弱EPB污染事件对地理经度、月份、磁地方时和太阳活动强度的依赖性特征与前人的研究结果基本一致。EPB事件依赖于太阳活动的强度,主要分布在磁纬±?、地理经度-60至-20度、月份10月至3月之间,同时它在磁地方时20至24时比较高发。3.SSTID事件产生的小尺度磁场波动仅出现在主磁场的垂直方向上,且在Swarm卫星飞行的高度上不伴随着明显的等离子体密度的扰动。整体上三颗Swarm卫星探测到的SSTID事件的特征几乎一致,B卫星(轨道较高)探测到的事件数比A/C卫星(轨道较低)约少7%。4.SSTID事件发生率表现出明显的地理、磁地方时、季节依赖性特征。SSTID事件在±t以内的磁赤道区极少发生,它频繁的出现在磁纬±t度附近,并且其事件密度分布呈现出明显南北半球共轭对称性。经度上,事件密度分布在东亚/澳大利亚扇区具有最高峰值,另一个较低峰值在北大西洋区域。在南大西洋异常区域(SAA)存在一个事件密度很低的区域。地方时上,SSTID的事件密度最大峰值出现在黄昏。白天在正午前存在相对于夜间较弱的事件密度峰值。SSTID分别在夏至、冬至存在事件密度最高峰值及次峰,春、秋分是事件的低发期。以上SSTID事件的统计特征几乎与MSTID一致。因此可以认为SSTID是MSTID的一种演化状态。
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