高緯極區(qū)電離層非相干散射功率譜的模擬.pdf

1、本文根據(jù)非相干散射理論，對(duì)處于非平衡態(tài)下的高緯極區(qū)電離層等離子體的非相干散射功率譜進(jìn)行了一系列的理論及實(shí)驗(yàn)研究。現(xiàn)有的非相干散射雷達(dá)都是采用標(biāo)準(zhǔn)的麥克斯韋分布來(lái)分析和處理雷達(dá)數(shù)據(jù)，然而事實(shí)上，高緯極區(qū)電離層等離子體由于粒子沉降，雙流不穩(wěn)定性等，以及人工加熱電離層使得電離層等離子體偏離了平衡態(tài)，從而導(dǎo)致采用非相干散射雷達(dá)反演得到的一系列電離層等離子體參數(shù)存在一定的誤差，甚至錯(cuò)誤。由此可見，作為研究工作的基礎(chǔ)，非麥克斯韋分布的高緯極區(qū)電離層

2、非相干散射譜的模擬，將為提高非相干散射雷達(dá)反演精度提供強(qiáng)有力的理論支持。本文基于非相干散射探測(cè)的基本原理及歐洲非相干散射雷達(dá)的基本狀況，主要開展了如下工作： 第一，根據(jù)非相干散射理論，研究了處于平衡態(tài)（麥克斯韋分布）下由多種離子成分組成的電離層非相干散射功率譜。 第二，從波爾茲曼方程出發(fā)，給出了離子分布函數(shù)在弛豫碰撞模型下的積分解，環(huán)形分布以及廣義正交多項(xiàng)式解，并根據(jù)得到的非麥克斯韋分布的離子分布函數(shù)對(duì)非相干散射功率譜進(jìn)

3、行了模擬。 第三，基于在高緯極區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的離子聲波增強(qiáng)這一現(xiàn)象（NEIALsNatural Enhanced Ion Acoustic lines），采用場(chǎng)向電流不穩(wěn)定性，離子-離子雙流不穩(wěn)定性，以及朗謬爾參量衰減理論對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了理論上的討論分析。 第四，闡述了EISCAT的數(shù)據(jù)處理及分析軟件的使用，以發(fā)生離子聲波增強(qiáng)時(shí)的EISCAT觀測(cè)數(shù)據(jù)為例，分析了發(fā)生離子聲波增強(qiáng)時(shí)的功率譜的特征，對(duì)非平衡態(tài)下的電離層等離子體參