大尺度電離層行進(jìn)式擾動是發(fā)生在電離層高度上的周期大于30 min，水平相速度在200-1000 m/s范圍內(nèi)的大氣重力波引起的電離層擾動。它是電離層中常見的一種動力學(xué)過程，擔(dān)負(fù)著中高層大氣及電離層能量動量的水平和垂直傳輸?shù)年P(guān)鍵角色。對電離層行擾的激發(fā)、傳播和耦合的研究觀測，能夠促進(jìn)對中高層大氣-電離層-磁層三者之間的相互作用和相互耦合的了解。
以往的研究表明，大尺度電離層行擾主要發(fā)生在強(qiáng)烈的地磁活動期間。盡管其他一些強(qiáng)烈的氣象活動以及地震、海嘯和火上爆發(fā)等也都有可能激發(fā)大尺度電離層行擾，但是這些事件都是偶發(fā)性的。而日夜交替線卻是一個穩(wěn)定重復(fù)的過程，因此這也為統(tǒng)計分析大尺度電離層行擾的傳播特性提供了一個天然平臺。
最近我室博士生宋茜，及合作者丁鋒副研究員利用中國地區(qū)地殼形變網(wǎng)提供的200多個GPS接收臺站的TEC數(shù)據(jù)，對中國地區(qū)由日夜交替線引起的大尺度電離層行擾進(jìn)行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明：在中國地區(qū)，大尺度電離層行擾主要出現(xiàn)在日出以后，并且出現(xiàn)率存在明顯的季節(jié)依賴性，冬季最大，夏季次之，分季最小；擾動等相面沿著日出線，跨越中國南北大約15個緯度；擾動水平傳播方向也存在著明顯的季節(jié)變化，冬季為西北向，夏季為西南向，分季則為準(zhǔn)西向；不同速度的擾動產(chǎn)生于不同的高度。
圖1. 2011年4月22日中國地區(qū)由日出線引起的大尺度電離層擾動的二維TEC地圖，黑色虛線代表日出線的分布。
圖2. （a）擾動等相面位置及傳播方向的確定。（b）擾動正負(fù)等相面?zhèn)鞑ゾ嚯x隨時間的變化
該研究成果近期發(fā)表在國際期刊Journal of Geophysical Research（Song et al. Statistical study of large-scale traveling ionospheric disturbances generated by the solar terminator over China. Journal of Geophysical Research, 2013, 118:4583-4593,doi: 10.1002/jgra.50423）。