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暴时热层大气密度变化与太阳风—磁层耦合参数的关系及建模

对热层大气密度的研究是近年来国际关注的热门课题。研究磁暴期间热层大气密度的变化对于理解太阳风-磁层-电离层-热层耦合具有重要科学意义,同时在低轨航天器的精确定轨与轨道预测等工程领域有着重要的应用价值。热层结构主要受太阳辐射和地磁活动的影响,其中太阳辐射决定了热层背景大气密度的基本结构和长期性变化。在磁暴期间,增强的携带着南向行星际磁场的太阳风与地球磁层相互作用,主要通过磁场重联机制,使得巨大的太阳风能量得以进入地球空间,大尺度行星际电场穿透进入磁层甚至低纬电离层。增强的磁层电场沿着高电导磁力线映射到高纬电离层,驱动等离子体对流增强。同时,磁层的高能带电粒子沿磁力线沉降到高纬电离层,使得电离层电导率增强。强对流电场和增强的电导率会在极区电离层/热层中产生很强的焦耳加热,高速等离子体流和中性成分碰撞摩擦以及沉降粒子与热层成分撞击也会引起加热。大气被加热后膨胀,引起局部大气密度的强烈扰动。高纬的大气密度扰动随后以大尺度水平环流和大气行  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

《高中生》2017年19期
高中生

飞往火星的单程票

●让地球人着迷的火星●在太阳系中,火星一直让地球人很着迷。火星是太阳系中距地球最近的一颗行星,也是与地球很相似的一颗行星。火星的直径(约6 794km)...  (本文共2页) 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)

基于轨道参数的热层大气密度反演及应用研究

热层大气密度与低轨道飞行器所受的大气阻力紧密相关,是影响卫星轨道的重要因素。要准确预测航天器轨道,就要对大气密度做出精确的预报。从20世纪50年代开始,随着导弹与航天任务发展对大气模式的需求,建立了各种半经验大气模式,为不同空间任务提供服务。但由于热层大气变化极其复杂,几十年来虽然大气模式在不断改进和发展,但一般情况下模式仍存在15%左右的误差,在空间环境扰动期间可达100%甚至更高。在航天器测定轨中,大气模式误差将转化为轨道误差,影响飞行操控计划、精密定轨、变轨控制及碰撞规避等。因此,掌握热层大气密度变化特征、提高大气模式的预报精度是卫星和航天服务一直致力解决的重要问题。首先,利用卫星轨道数据开展大气密度反演方法研究。无论对于大气密度特征研究还是大气模式改进,大量准确的大气密度数据是基础。星载高精度GPS观测数据可提供卫星速度和位置信息,而卫星的运行轨迹又与所处位置的大气密度紧密相关,因此可通过求解大气阻力微分方程,由高精度G...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

热层大气密度变化特性及建模研究

热层大气密度模式误差已经成为低轨太空目标精密定轨、轨道参数和返回预报重要误差来源之一,随着低轨道空间目标越来越多,轨控精度要求越来越高,对高精度热层大气密度建模预报的需求也越来越迫切。此前由于高精度、长时间、全高度热层大气观测数据相对较为缺乏,热层大气密度的时空变化特征并未得到系统性研究。本文基于CHAMP、GRACE和GOCE卫星搭载的高精度加速度计数据反演的热层大气密度结果,以及低轨道空间目标轨道参数反演的全球日平均热层大气密度数据,采用经验正交基、多项式和人工神经网络等方法构建了新的热层大气密度模式。同时,利用观测数据和模式对热层大气密度季节变化、年异常、高纬低热层大气密度胞状结构等时空变化特征进行了统计分析研究。主要工作如下:1.热层大气密度经验建模及修正本论文从经验模式改进、等效太阳指数法、建立模式误差库、大气密度及热层温度建模等方面,对目前国内外热层大气建模修正进展情况进行了总结分析和对比评估。另外,我们利用270k...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

《空间科学学报》2014年01期
空间科学学报

太阳活动与热层大气密度的相关性研究

为分析太阳活动对热层大气的影响,使用250 km,400 km,550 km高度处热层大气密度与太阳F_(10.7)指数数据,研究了二者的周期变化及相关关系.结果表明,热层大气密度的变化与太阳活动呈现相似的变化趋势;两者均具有显著的27天及11年周期变化特征,...  (本文共8页) 阅读全文>>

《气象学报》1980年30期
气象学报

大气密度方程

通过一个思想实验把大气密度的时空分布函数与一个概率分布函数联系了起来,又利用最大熵原理导出了一个新的...  (本文共6页) 阅读全文>>