东亚地区夏季Es的分布特性

杜鹏 车海琴 满莉

(中国电波传播研究所,青岛 266107)



东亚地区夏季Es的分布特性

杜鹏 车海琴 满莉

(中国电波传播研究所,青岛 266107)

东亚地区是全球Es出现的峰值区域.以往关于东亚异常的研究和讨论具有一定的局限性,或者由于缺乏中国区域的资料而论据不足,或者缺乏中国、日本Es中心的详细对比.文中利用中国及周边地区23个垂测站二十余年的Es数据进行空间插值分析,给出东亚地区夏季Es出现率的空间分布等值线,并深入分析东亚异常中心区域的时间变化特征.研究表明,中国重庆、广州或者日本山川、国分寺、秋田是夏季Es的高发区域,东亚异常中心始终位于其中某个地区,具体位置随着统计指标改变;高发区域内的Es强度呈现出年变化和日变化,中国高发区域Es强度的昼夜差别比日本高发区域更为显著,但后者具有更为复杂的年变化和昼夜变化特征,这对揭示中纬Es形成原因具有一定的意义.

突发E层(Es);东亚异常;出现率;高发区域

DOI 10.13443/j.cjrs.2016032801

引 言

突发E层(Sporadic E,ES)是电离层内较常见的一种随机异常现象,能够显著改变无线电波的传输路径,对短波通信、卫星导航、雷达侦测等业务造成影响.根据火箭[1-3]、非相干散射雷达[4-5]、中高层大气雷达和激光雷达[6-7]等观察结果:Es是电离增强的不均匀薄层,具有极高的电子密度和梯度,一般位于90～120 km高度范围内,呈现出层状、片状或块状空间结构,水平尺度可达几十甚至上百千米,但垂直方向厚度约1～3 km.

Es一直是电离层研究的热点和难点,人们利用多种探测手段对Es形态结构进行了详细研究,并对其形成机制给出一定的理论解释.通过全球电离层垂测站记录的统计分析,Smith[8]早在1957年基于国际地球物理年(International Geophysical Year,IGY)期间的Es观测数据,就发现了电离层东亚异常和夏季异常,但迄今为止这些特性还不能完全得到解释.Whitehea[9-10]发展并完善了风剪切作用压缩金属离子形成中纬Es的理论,并指出Es与地磁活动、流星雨缺乏关联,虽然后者是Es层金属离子的主要来源.激光雷达观测进一步验证了突发金属原子层(如突发纳层和钾层)与Es之间存在一定联系.Mathews[11]试图结合风剪切、外部电场和潮汐风系统来解释中纬Es,并指出对流电场和等离子体不稳定性分别在极区Es和赤道Es形成过程中起主导作用.在突发E层散射(SESCAT)试验中,Voiculescu和Haldoupis等人[12]首先发现行星波对甚高频(Very High Frequency,VHF)雷达后向散射回波和中纬Es出现率的作用.Pancheva和Haldoupis等人[13-14]给出了行星波与Es相关性的直接证据,并进一步通过分析中间层和低热层(Mesosphere and Lower Thermosphere,MLT)风场的潮汐和半日潮汐幅度扰动的周期,得出行星波通过调制潮汐间接影响Es的观点.Zuo and Wan[15]通过研究武汉地区Es出现率的准6日、12小时和24小时扰动与行星波之间的相关性,为行星波通过调制潮汐间接作用于Es的观点提供了新证据.Kagan和Kelley通过激光雷达测量首次利用光学方法获得可视化中纬Es二维水平结构[16-17],并具体讨论了生成Es不均匀体的不稳定性机制[18].

Es地域形态统计特征很早就引起了学者的关注.北半球中纬地区是Es高发区,国际研究早已给出东亚异常的定论,即东亚中低纬地区夏季Es的出现率特别高,Es强度也特别强,远远高于全球其它同纬度地区.遗憾的是,历史上Smith得出这一结论时,全球垂测站数量较少,尤其缺乏中国地区Es观测数据的支持.随着卫星技术的发展,利用卫星信标探测Es空间分布的方法逐渐成熟,如2005年Wu和Ao等人[19]利用GPS-CHAMP(CHAMP 卫星)任务期间对Es进行掩星探测,给出全球范围内的Es形态分布以及时变特征,指出Es对磁倾角有明显的依赖性,其研究成果有效地丰富了全球Es形态特征．具体的,在北半球磁纬度为30°至60°处夏季(6-8月)中纬度Es出现最为频繁,除了东经90°至130°较大范围(即东亚异常区域)外,在磁纬度为30°至60°、东经175°至185°附近,以及南半球夏季(10-12月)磁纬度-55°至-35°、东经115°至125°附近和磁纬-60°至-55°,东经175°至185°附近也存在着Es出现率非常高的区域．

卫星信标探测技术在一度程度上拓展了Es研究手段,但也有自身缺陷,例如缺少全天候探测能力,探测点分布不均.相比较而言,全球范围的电离层垂测站数量越来越多,全时段观测数据的积累时间越来越长.虽然Es截止频率(foEs)与垂测设备的灵敏度有关,但Smith根据垂测数据分析给出结论后,又通过VHF斜向探测资料加以验证.因此,利用电离层垂测数据开展Es形态学研究仍然具有正确性和明显优势,如Pietrella和Bianchi[20]利用32年观测数据对罗马Es出现率进行了研究,指出四季中日出前和日出后Es出现率较低,夏季白天的Es出现率最大.

我国位于东亚异常区域,对Es形态学研究而言是需要重点关注的区域.1990年李玉辉[21]利用国内1964-1968年9个电离层垂测站的历史数据,首次给出我国夏季(5-8月)foEs>7 MHz的Es出现率分布,对国际无线电咨询委员(International Radio Consultative Committee,CCIR)报告中全球Es出现率分布进行了修正.随后,李钧[22]对东亚异常中心提出了异议,认为其中心位于我国的兰州和重庆,而非日本东南部.谭辉[23]对重庆和兰州foEs>5 MHz的Es出现率进行了详细对比,认为两地Es显著的差异性除了纬度差别外还与兰州位于地磁Sq电流焦点有关.左小敏[24]利用武汉测量数据探讨了中纬Es出现率与潮汐和行星波之间的关系,赵海生和许正文等人[25]利用中国和日本观测台站的数据对Es的强度特性和空时分布特点进行了探讨,获得了十分有意义的结果.

尽管如此,上述相关研究或者只针对中国地区的数据,或者只关注中国台站与日本台站数据的对比,并未涵盖完整的中国周边地区.本文利用东亚地区多个台站二十余年的历史观测数据进行分析,获得东亚地区夏季Es出现率等值分布图,并对东亚异常中心位置及中心区域的Es时间变化特性进行深入探讨,所述结果有效地完善了东亚尤其中国地区的Es出现率的分布特性,对揭示中纬Es的形成机制也有一定的积极意义.

1 观测数据资料及分析方法

利用测高仪从地面垂直向电离层发射无线电信号是最传统、使用最广泛的电离层探测方法,目前全世界已建成两百多个电离层观测站,并实现大部分观测数据(以1 h为间隔)的国际交换.经过多年发展,我国境内已形成了布局合理的电离层垂直探测网.以往观测站主要分布在中东部,西部地区观测站点较少,虽然近年来加大了西部观测站点建设,但这些台站积累的数据仍然有限.为保证Es统计样本的丰富度,这里仍选用国内历史数据最丰富的台站,并从美国地球物理中心公开网站下载我国周边国家地区主要观测站的Es数据.利用这些数据作为中国观测数据的外围边界,提高空间插值分析的精度和可信度,由此获得东亚地区Es出现率的空间分布.

考虑样本的时间重合度,选择1968-1988年夏季(5-8月份)乌鲁木齐、满洲里、长春、北京、兰州、重庆、武汉、广州、海口、拉萨、秋田、国分寺、冲绳、稚内、山川、阿拉木图、卡拉干达、新卡扎林斯克、阿什哈巴德、伊尔库茨克、新西伯利亚、斯维尔德洛夫斯克、托木斯克共23个台站的foEs数据.各台站位置如表1所示.

表1 1968-1988年夏季Es观测台站及其位置

描述Es的最重要参量为foEs,衡量Es强度的重要标准是一段时间内Es的出现率和中值.在Es空间形态学统计中,惯常作法[8,20-21]是考察一段时间内foEs大于某一特定频率fT的出现率(即大于fT的有效数据除以总统计样本,一般选取fT为5、7 MHz),记为P(foEs>fT)．

文中取P(foEs>5 MHz)和P(foEs>7 MHz)作为Es出现率的统计指标,采用克里金插值方法[26-27]对东亚地区的foEs数据进行统计分析,获得Es出现率的空间分布图,然后详细分析高发区域内Es强度时间变化特性.

2 东亚地区Es出现率的空间分布

电离层Es存在显著的昼夜日变化,这里分别考察1968-1988年夏季全天、白天(07:00-18:00)和夜晚(19:00-06:00)的Es出现率的空间分布特征,图1～图3给出东亚地区相应时段的空间等值线分布图.

从图1～图3可以看出,日本境内的山川、国分寺和秋田以及我国西南的重庆均为夏季Es高发地区,Es出现率明显高于东亚其它相邻纬度地区.这几个台站均位于磁纬34°至55°、东经100°至140°范围内,与Wu和Ao等人[19]利用掩星观测的结果相吻合．在不同时段下(全天、白天和夜晚),东亚异常区域的中心会发生偏移,夏季白天的Es出现率明显高于夜间．其中,P(foEs>5 MHz)的白天最大值为58.7%,出现在重庆,夜间最大值为27.9%,出现在国分寺;P(foEs>7 MHz)的白天最大值为26.4%,出现在山川,夜间最大值为11.6%,出现在秋田.

(a) 全天P(foEs>5 MHz) (b) 全天P(foEs>7 MHz)图1 1968-1988年5-8月,东亚全天Es出现率分布

(a) 白天P(foEs>5 MHz) (b) 白天P(foEs>7 MHz)图2 1968-1988年5-8月,东亚白天Es出现率分布

(a) 夜晚P(foEs>5 MHz) (b) 夜晚P(foEs>7 MHz)图3 1968-1988年5-8月,东亚夜晚Es出现率分布

表2 历年夏季东亚异常区域中心位置及其Es出现率

表2给出每年夏季全天统计条件下,东亚异常中心及相应的Es出现率.对于全天结果而言,考虑foEs>5 MHz的Es出现率时,21年间东亚异常中心2/3的年份出现在日本境内,其中国分寺7次、山川4次、秋田3次,1/3的年份出现在中国境内,其中重庆5次、广州2次;考虑foEs>7 MHz的Es出现率时,东亚异常中心位于日本境内的概率高达80%,其中山川最为频繁共出现10次.

如果考虑电离层Es的日夜变化,具体统计值可能略有变化,这里不再赘述.

3 东亚异常中心Es强度的时间变化

由表2可知,东亚异常中心出现在我国重庆、广州或者日本山川、国分寺、秋田一带.为进一步研究东亚Es高发地区的Es变化规律,并便于中、日相邻纬度台站数据的对比,图4给出有关台站夏季月中值的日变化平均曲线.就月份而言,夏季Es最强出现在6月,其次是7月,5月和8月的Es稍弱.就一天中不同时段而言,09:00-15:00期间Es强度较高,最大值出现在当地时10:00-11:00左右;22:00-06:00期间Es强度较弱,最小值出现在日出前(当地时05:00附近).

不同台站的Es强度的具体日变化略有不同,相对日本山川、国分寺、秋田站而言,中国重庆、广州站Es强度的昼夜变化较大,差异性也更为显著,但日本三站的Es日变化更为复杂.具体的,在Es较强的09:00-15:00期间,处于相邻纬度的重庆和山川的foEs中值非常接近,强于国分寺、秋田和广州;在Es较弱的22:00-06:00期间,重庆和广州的foEs中值低于日本的山川和国分寺;在17:00-21:00期间,重庆和广州的Es强度随时间一直减弱,但日本山川、国分寺、秋田的Es强度会先上升后下降,在某一时间出现较为明显的亚峰,呈现出一定的准半日变化特性.

这里以纬度相邻的重庆和山川为例,对比分析Es强度的日变化和半日变化特性．为了避免Es突发性引起的数据缺失,选取1968年7月和1977年6月的foEs小时测量序列,分别作傅里叶变化和Morlet连续小波变换[14,24]．限于篇幅,这里只给出1968年7月的频谱图和时间-周期图,如图5所示．可以看到,重庆和山川的日变化(24小时周期)分量最显著,重庆站的半日变化(12小时周期)分量要稍弱于山川站．1977年6月份所述两站的半日变化振幅较大,相对日变化来说较为明显;高发地区其它台站夏季月份foEs时间序列的频谱也有类似特征,不再展开讨论.

(a) 5月份 (b) 6月份

(a) 7月份 (d) 8月份图4 Es高发地区foEs月中值的日变化

(a) 频谱图(重庆) (b) 时间周期图(重庆)

(c) 频谱图(山川) (d) 时间周期图(山川)图5 1968年7月重庆和山川foEs频谱和时间-周期图

为详细讨论东亚异常中心Es强度的逐年变化特性,图6给出1968-1988年夏季,重庆、山川、兰州、国分寺、广州和秋田6个台站夏季foEs中值的时-年变化特性.其中,重庆与山川、兰州与国分寺的纬度接近,除兰州站缺乏1973年夏季数据外,其余台站在此期间的数据都是完整的．

在前面第2节中提到,东亚地区夏季白天(07:00-18:00)的Es出现率明显高于夜间(19:00-06:00)时段．从图6中东亚Es高发区域foEs中值的时-年变化特性图中还可以看到,不同时段的Es出现率也呈现出不同的特点,表3给出1968-1988年夏季白天和夜间不同时段Es高发地区P(foEs>5 MHz)的出现率．其中上午时段为08:00-12:00,下午时段为13:00-17:00,午前时段为10:00-12:00,午后时段为13:00-15:00,19:00-次日00:00为日落后至子夜时段即前半夜,01:00-05:00为子夜至日出前时段即后半夜．

就各台站自身而言,午前时段的Es出现率稍高于午后时段,前半夜的Es出现率明显高于后半夜．如表3和图6所示,就不同台站对比而言,重庆和广州午后时段的Es强度要略高于日本三站,但日本三站前半夜时段的Es强度高于中国三站,这进一步体现了重庆、广州地区Es强度显著的昼夜差异性．

表3 夏季Es高发区不同时段P(foEs>5 MHz)出现率(%)

从图6还可以看到,就Es强度整体最强并且纬度相邻的重庆和山川来说,1968-1975年09:00-15:00期间重庆foEs中值大大高于山川,1976-1988年期间刚好相反.与各台站自身相比,1975年之前中国重庆、广州地区白天时段的foEs中值要显著高于1975年之后的结果,这一时期日本山川、国分寺、秋田地区白天的foEs中值要低于后期的结果.

值得注意的是,电离层变化受到太阳活动的控制,上述期间的历史foEs观测数据完整、采样间隔保持不变,1975年之前重庆和广州foEs中值显著高于1975年之后的结果很可能与太阳活动周期有密切关系．在太阳活动准11年周期、Hale周期(准22年)以及Gleissberg周期等共同作用下,第19周出现罕见的太阳活动(1957年为19周太阳活动高年,太阳黑子数达到有记录以来的历史峰值),这在一定程度上影响着foEs的长期变化趋势,这与文献[25]中重庆和广州站foEs月中值出现长期下降趋势吻合．考察Es高发地区1968-1988年foEs24小时统计中值和全天foEs>5 MHz出现率的全年变化,可以看到中日六站的Es强度均呈现出与太阳活动一致的准11年周期．对Es强度的太阳周期变化和长期趋势变化将在今后深入探讨．

图6 Es高发地区夏季foEs统计中值的时-年变化

4 结论和讨论

利用中国及周边地区23个观测台站21年5-8月的历史观测数据,研究了东亚地区夏季Es出现率的空间分布,分析了东亚异常中心区域Es的时间分布,可以得出如下结论:

1) 东亚地区作为夏季Es的高发区域,Es出现率分布在时间和空间上呈现出复杂的不均匀特性,其峰值区域位于磁纬34°至55°、东经100°至140°范围内,可能出现在我国重庆、广州或者日本山川、国分寺、秋田中的某个地区,具体的出现位置和出现率峰值与测量年份、统计时段和统计指标有关,其中位于磁纬度45°至50°之间的山川、重庆和国分寺是Es峰值出现最为频繁的地区．

若改变某个统计参数,Es出现率值会相应改变,峰值位置也可能会在上述地区中变化.如1968-1988年夏季foEs>5 MHz的全天最大出现率为39.9%,出现在国分寺,白天最大出现率为58.7%,出现在重庆;foEs>7 MHz的全天和白天最大出现率分别为18.9%和26.4%,均出现在山川．以每年全天24小时foEs>5 MHz的出现率作为统计指标时,东亚异常中心有1/3的年份出现在中国境内,其中重庆出现5次;2/3的年份出现在日本境内,其中国分寺和山川共出现11次．以全天24小时foEs>7 MHz的出现率作为统计指标时,东亚异常中心位于日本境内的概率高达80%,仅山川就出现10次．

2) 东亚Es高发地区夏季Es强度呈现出明显的昼夜日变化特性和一定的半日变化特征．

其中,夜间Es强度显著低于白天,白天09:00-15:00为Es较强时段,夜间22:00-06:00为Es较弱时段,其中午前时段(10:00-12:00)的Es出现率稍高于午后时段(13:00-15:00),前半夜的Es出现率高于后半夜．

中国高发地区(重庆、广州)夏季Es日变化比日本高发地区(山川、国分寺和秋田)显著,但日本高发地区的夏季Es半日变化特征相对来说更为明显．

3) 中、日高发地区夏季Es强度具有不同的逐年变化.1975年前Es强度较强时段,重庆Es中值远高于同时期日本台站以及1975年后重庆的观测结果;1975年以后这一差距缩小,甚至在某些年份，重庆、广州Es中值低于该时段日本台站的观测结果.

这里给出的Es出现概率统计结果体现了Es空间分布形态的丰富多样性,不仅在一定程度上完善了东亚尤其中国地区的Es出现率的分布特性,也有助于理解中纬Es的形成机制．目前,风剪切作用压缩金属离子形成中纬Es的物理机制已经被大多数学者所接受,该理论预测压缩机制在地磁场水平分量较大的地方起作用．对foEs>5 MHz全天出现概率与国际地磁参考场(International Geomagnetic Reference Field,IGRF)模型给出的地磁场水平分量作相关分析,可以发现所述21年夏季期间二者间的相关系数在0.66～0.88之间,具有较明显的正相关性．

日变化和半日变化是Es准周期性结构的一种表现形式,也是Es研究的热点之一.引言中已经指出,已经有大量研究通过单个不同地区Es和同期风场观测数据之间的比较,分析Es数据中的12小时和24小时潮汐分量,给出大气潮汐风场引起Es半日变化和日变化的证据．通过多个地区的GPS掩星观测资料,发现夏季中纬度Es确实具有较强的日变化和半日变化特性.本文初步给出了夏季Es高发地区不同台站Es的日变化和半日变化差异性,可以对Es形成原因的研究提供某些支持.此外,了解东亚Es地区的Es长周期性变化特征有利于建立Es与其控制及影响因素之间的关联,这将是今后进一步研究的重点.

致谢:感谢中国电波传播研究所、中国科学院地质与地球物理研究所以及美国地球物理中心提供电离层Es观测数据.

[1]ISTOMIN V G.Absolute concentration of ion components of the earth’s atmosphere at altitudes between 100 and 200 km[J].Planetary and space science, 1963, 11(2)：169-172.

[2]BERNHARDT P, et al.Multi-layer structure of mid-latitude sporadic-E observed during the SEEK-2 campaign[J].Annales geophysicae, 2005, 23(7)：2347-2355.

[3]OYAMA K I, HIBINO K, et al.Energetics and structure of the lower E region associated with sporadic E layer[J].Annales geophysicae, 2008, 26(9)：2929-2936.

[4]SWARTZ W E, Collins S C, et al.First observations of an F-region turbulent upwelling coincident with severe E-region plasma and neutral perturbations[J].Journal of atmospheric and solar-terrestrial physics, 2002：1545-1556.

[5]DAMTIE B, et al.High resolution observations of sporadic-E layers within the polar cap ionosphere using a new incoherent scatter radar experiment[J].Annales geophysicae, 2002,20(9)：1429-1438.

[6]KANE T, GRIME B, et al.Joint observations of sodium enhancements and field-aligned ionospheric irregularities[J].Geophysical research letters, 2001, 28(28)：1375-1378.

[7]LARSEN M F, HYSELL D L, et al.Imaging coherent scatter radar, incoherent scatter radar, and optical observations of quasiperiodic structures associated with sporadic E layers[J].Journal of geophysical research atmospheres, 2007, 112(A6)：23-27.

[8]SMITH J.Ionospheric sporadic E[M]//International series of monographs on electromagnetic waves：Volume 2[M].Britain：Pregamon Press, 1962：3-12.

[9]WHITEHEAD J D.The formation of the sporadic-E layer in the temperate zones[J].Journal of atmospheric and terrestrial physics, 1960, 188(188)：567.

[10]WHITEHEAD J D.Recent work on mid-latittude and equatourial sporadic E[J].Journal of atmospheric and terrestrial physics, 1989, 51(5)：401-424.

[11]MATHEWS J D.Sporadic E：current views and recent progress[J].Journal of atmospheric and solar-terrestrial physics, 1998, 60(4)：413-435.

[12]VOICULESCU M, HALDOUPIS C，SCHLEGEL K.Evidence for planetary wave effects on midlatitude backscatter and sporadic E layer occurrence[J].Geophysical research letters, 1999, 26(8)：1105-1108.

[13]HALDOUPIS C, PANCHEVA D.Planetary waves and midlatitude sporadic E layers：Strong experimental evidence for a close relationship[J].Journal of geophysical research atmospheres, 2002, 107(A6).DOI：10.1029/2001JA000212.

[14]PANCHEVA D, HALDOUPIS C, et al.Evidence for a role for modulation atmospheric tides in the dependence of sporadic E layers on planetary waves[J].Journal of geophysical research atmospheres, 2003, 108(A5).

[15]ZUO X M, WAN W X.Planetary wave oscillations in sporadic E layer occurrence at Wuhan[J].Earth planets and space, 2008, 60(6)：647-652.

[16]KAGAN L M, KELLEY M C.A wind-driven gradient drift mechanism for mid-latitude E-region ionospheric irregularities[J].Geophysical research letters, 1998, 25(22)：4141-4144.

[17]KAGAN L M, KELLEY M C.A thermal mechanism for generation of small-scale irregularities in the ionospheric E region[J].Journal of geophysical research space physics, 2000, 105(A3)：5291-5303.

[18]KAGAN L M, KELLEY M C, et al.The structure of electromagnetic wav-induced 557.7-nm emission associated with a sporadic-E event over Arecibo[J].Physical review letters, 2000, 85(1)：218-221.

[19]Wu D L, Ao C O, et al.Sporadic E morphology from GPS-CHAMP radio occultation[J].Journal of geoph-ysical research, 2005, 110：A01306.DOI:10.1029/2004JA010701.

[20]PIETRELLA M, BIANCHI C.Occurrence of sporadic-E layer over the ionospheric station of Rome：Analysis of data for thirty-two years[J].Advances in space research, 2009, 44(1)：72-81.

[21]李玉辉.中国夏季Es出现概率的分布(foEs>7 MHz) [J].空间科学学报, 1990, 10(2)：156-158.

LI Y H.Distribution of Es occurrence probability in the summer over China (foEs>7 MHz)[J].Chinese journal of space science, 1990, 10(2)：156-158.(in Chinese)

[22]李钧.电离层我国地区特性研究的进展[C]//第四届全国电波传播学术会议论文集(上).武汉：1991：3-12.

LI J.The development of the research on the characteristics of the ionosphere in China[C]// Proceedings of the forth national conference on radio propagation.Wuhan：1991：3-12.

[23]谭辉.重庆与兰州电离层Es出现率的比较研究[J].空间科学学报, 2000, 20(4)：373-379.

TAN H.Comparison and investigation of Es occurrence of the ionosphere over Chongqing and Lanzhou[J].Chinese journal of space science, 2000, 20(4)：373-379.(in Chinese)

[24]左小敏.中纬电离层突发E层中的波动信号及长期变化特性[D].武汉：中国科学院研究生院，2008.

ZUO X M.Wave signatures and long-term trend seen through mid-latitude sporadic E-layers [D].Wuhan：University of Chinese Academy of Sciences, 2008.(in Chinese)

[25]赵海生, 许正文, 吴振森, 等.东亚地区Es特性研究[J].空间科学学报, 2014, 24(1)：38-45.

ZHAO H S, XU Z W, WU Z S, et al.Sporadic E morphology of East Asia[J].Chinese journal of space science, 2014, 24(1)：38-45.(in Chinese)

[26]王世凯, 焦培南, 柳文.改进的Kriging 技术实时重构区域电离层foF2的分布[J].电波科学学报, 2006, 21(2)：166-171.

WANG S K, JIAO P N, LIU W.Improved Kriging technique of ionospheric parameter foF2 instantaneous mapping[J].Chinese journal of radio science, 2006, 21(2)：166-171.(in Chinese)

[27]陈欢欢, 李星, 丁文秀.Surfer8.0等值线绘制中的十二种插值方法[J].工程地球物理学报, 2007, 4(1)：52.

CHEN H H, LI X, DING W X.Twelve kinds of gridding methods of surfer 8.0 in isoline drawing[J].Chinese journal of engineering geophysics, 2007, 4(1)：52.(in Chinese)

杜鹏 (1975-),男,山东人,1997年毕业于桂林电子工业学院无线电工程系,2015年结业于西安电子科技大学电子工程学院工程硕士班,现为中国电波传播研究所高级工程师.主要从事电离层的观测与研究,数据信号的测试、分析处理和数据库建立等工作.

车海琴 (1982-),女,湖北人,2005年毕业于南开大学信息技术科学学院,2008年毕业于中国电波传播研究所无线电物理专业,现为中国电波传播研究所工程师.主要从事电离层物理、等离子体技术等工作.

满莉 (1984-),女,山东人,2005年毕业于大连交通大学,2010年毕业于中国海洋大学工程学院,现为中国电波传播研究所工程师.主要从事电离层数据的分析与研究,数据库建立等工作.

Distribution characteristics of the summertime sporadic E in East Asia

DU Peng CHE Haiqin MAN Li

(ChinaResearchInstituteofRadiowavePropagation,Qingdao266107,China)

The occurrence of global sporadic E reaches its peak in East Asia, known as the East Asia Anomaly.The relevant investigations and discussions are previously limited by either observational data unavailable in China or short of detailed comparisons of results in the popular areas of China with that in Japan, both of which are central areas of global Es occurrence probabilities.Based on spatial interpolation of Es data in more than twenty years from twenty-three vertical sounding stations in China and the surrounding countries,the results are drawn in the contour lines of spatial distribution of summer Es occurrence in East Asia, following a thorough analysis on characteristics of time variations in the center of the East Asia abnormal region.It is shown that Chongqing and Guangzhou in China together with Yamagawa, Kokubunji and Akita in Japan have remarkable Es occurrence all the time in summer, some of which is the potential peak of the East Asia abnormal region.The peak’s specific location varies with different statistical index.The Es intensities in the abnormal region center are characterized with annual and diurnal variations, which are more complicated in the popular areas of Japan than in that of China, while the diurnal differences of the Es strength are more profound in the latter region, which may be of great significance to understand the cause of mid-latitude Es.

sporadic E layer (Es);the East Asia Anomaly;occurrence probability;popular area

杜鹏, 车海琴, 满莉.东亚地区夏季Es的分布特性[J].电波科学学报,2016,31(5):969-977.

10.13443/j.cjrs.2016032801

DU P, CHE H Q, MAN L.Distribution characteristics of the summertime sporadic E in East Asia [J].Chinese journal of radio science,2016,31(5):969-977.(in Chinese).DOI:10.13443/j.cjrs.2016032801

2016-03-28

电波环境特性及模化技术国家重点实验室基金

P352

A

1005-0388(2016)05-0969-09

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