地球-电离层空腔舒曼共振日变化特征分析

• 作者: 姜苏 张其林 纪彤彤 银峰
• 来源期刊: 气象科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 雷电 全球雷电活动 极低频电磁波 舒曼共振
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 技术报告
• 页码范围: 480-487
• 页数: 8页
• 分类号: P427.32
• 字数: 5386字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/2014jms.0033

摘要

全球雷电活动在地球-电离层空腔中产生的极低频(ELF)信号干涉叠加,在一系列固定频率上产生舒曼共振(SR).利用2012年5月以色列Mitzpe-Roman(MR)站ELF水平磁场资料,采用频谱变换、时间平均、分析了实测SR日变化信号的时域和频域特征.同时基于全球ELF传播模式,利用OTD/LIS雷电卫星资料模拟了5～ 30 Hz磁场功率谱日变化情况.结果表明:时域背景信号幅值的均值和偏差满足正态分布的期望和标准差;水平磁场前三阶SR谐振频率非常稳定,月平均下的谐振频率日变化相对8、14、20 Hz理论值的偏移量分别不超过0.3 Hz、0.55 Hz和0.6Hz.东南亚和美洲地区雷电活动主要响应于南北磁场分量第一阶SR的07-09时和19-22时时段内.而东西磁场分量前三阶SR在12-15时时段内都对非洲地区雷电活动有指示作用.磁场功率谱日变化模拟结果与实测基本一致,表明利用单站正交磁天线的不同阶SR信号能够指示全球不同“热斑”区域的雷电活动.