东西传播路径上JJI台站甚低频信号的日出效应研究

作     者：王市委 倪彬彬 顾旭东 林仁桐 李光剑 罗凡 彭锐 陈欢 WANG ShiWei;NI BinBin;GU XuDong;LIN RenTong;LI GuangJian;LUO Fan;PENG Rui;CHEN Huan

作者机构：武汉大学电子信息学院空间物理系武汉430072 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2022年第65卷第1期

页      面：145-156页

核心收录：

学科分类：070802[理学-空间物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(42025404,41574160,41674163) 中央高校基本科研专项基金(2042021kf1045,2042021kf1056) 国家航天局民用航天预研项目(D020303,D020308,D020104) 澳门科技大学月球与行星科学实验室和中国科学院月球与深空探测重点实验室伙伴实验室开放课题 

主　　题：甚低频台站信号 日出效应 干涉理论 高阶模 

摘      要：甚低频(VLF, Very Low Frequency)波的频率范围为3~30 kHz,因其在地球-电离层波导中传播损耗小、传输距离远而被用于低电离层遥测的相关研究.本文基于武汉大学自主研发的甚低频探测系统在湖北随州(31.57°N,113.32°E)的观测数据,详细研究了中纬度地区来自日本JJI(32.04°N,130.81°E)甚低频台站信号沿东西方向传播的日出效应.在对日出期间接收信号的幅度极小值进行统计分析后发现,幅度极小值出现时间的分布与随州或JJI日出时间的变化趋势基本一致.日出期间JJI信号的幅度响应主要包括type Ⅰ和type Ⅱ两种结构,分别对应2个幅度极小值和3个幅度极小值的情况.其中,type Ⅰ结构主要发生在春夏两季,幅度极小值出现的平均时间落后随州日出时间24 min左右;type Ⅱ结构主要发生在秋冬两季.基于波模干涉理论对日出期间两种不同模式的JJI甚低频信号进行模拟研究,结果表明,在JJI-随州的东西向传播路径上,若只考虑前两阶模的影响,模拟结果与观测结果差异明显;若考虑前三阶模的影响,那么模拟结果与观测结果基本一致.由此可见,JJI甚低频信号在短路径上传播时高阶模会对信号的传播产生较大的影响,分析此类路径上甚低频台站信号的传播特征时需要考虑前三阶模甚至更高阶模的作用.