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电离层的季节变化是电离层的重要变化特征之一。本文利用全球203个电离层测高仪台站的F2层临界频率(foF2)和E层临界频率(foE),以及美国喷气推进实验室(JPL)提供的电离层总电子含量(TEC)地图数据,开展了电离层季节变化中的半年变化和春秋分不对称的研究。主要结果如下: 一、采用电离层参量随年积日(Day of Year,DoY)和太阳活动指数F10.7变化的傅里叶级数模型,研究了总电子含量(TEC)半年变化分量的幅值及相位分布的特点,并研究了东经120°附近20个电离层测高仪台站foF2半年变化分量的幅值随纬度的变化。 (1)TEC半年变化分量的幅值在地磁低纬地区较大,且在赤道异常驼峰区取得极大值,表明TEC半年变化受到与地磁场相关的低纬动力学过程的控制。 (2)东经120°的20个电离层测高仪站的foF2的半年变化分量的幅度在较低的纬度地区较大,高太阳活动条件下日落时中纬地区半年变化的幅度也比较突出。午夜时foF2半年变化分量的幅值在磁赤道附近有明显的极大值。 (3)TEC半年变化分量的幅值和foF2半年变化分量的幅值均受到太阳活动的影响,高太阳活动时的幅值大于低太阳活动时的幅值。 二、利用全球203个电离层测高仪台站的F2层临界频率(foF2)和E层临界频率(foE),以及美国喷气推进实验室(JPL)提供的电离层总电子含量(TEC)地图数据统计分析了电离层春秋分(March Equinox and September Equinox,ME and SE)不对称的特点。采用电离层参量随年积日(Day of Year,DoY)和太阳活动指数F10.7变化的傅里叶级数模型,对foF2、foE及TEC数据分别进行最小二乘法拟合,将电离层参量归算到低太阳活动(F10.7=80)、中等太阳活动(F10.7=150)和高太阳活动(F10.7=200)水平。定量分离实际观测数据中包含的电离层参量随季节和太阳活动的变化,因而得到了更为定量、精确的电离层春秋分不对称性特征。分析了不同地方时(LT)的春秋分不对称性指数(Asymmetry Index,AI)和春秋分差值△(3月分点值减9月分点值)的全球分布特征与太阳活动依赖性。结果表明: (1)全球foE主要表现为日出时9月分点值高于3月分点值,正午前后春秋分不对称性几乎消失,而日落时则反转为3月分点值高于9月分点值;foF2日出时除少数地区外也主要表现为9月分点值高于3月分点值,而其他时段则相反;TEC日出时低太阳活动时的全球及中高太阳活动时的低纬地区表现为9月分点值高于3月分点值,而其他时段则相反。 (2)foE春秋分不对称性受太阳活动影响较弱,而foF2和TEC的春秋分不对称随太阳活动有明显的变化,其3月分点值相对于9月分点值增加。 (3)计算了F2层峰高(hmF2)处对应的氧氮浓度比([O]/[N2],由大气模型NRLMSISE-00计算得到)和hmF2的春秋分不对称性,氧氮浓度比和hmF2的春秋分不对称性能够部分解释电离层F2层的春秋分不对称性,而TEC春秋分不对称的全球分布特征可以用TEC年变化的相位的全球分布解释。