| 摘要 | 第1-17页 |
| ABSTRACT | 第17-23页 |
| 选题依据和背景介绍 | 第23-46页 |
| 第一节 绪论 | 第23-34页 |
| ·电离层概述 | 第23-24页 |
| ·电离层研究的发展历史 | 第24-29页 |
| ·电离层研究的意义 | 第29-30页 |
| ·电离层研究的现代课题和本文的选题依据及主要内容 | 第30-34页 |
| 第二节 电离层建模和数据同化研究背景介绍 | 第34-46页 |
| ·电离层建模研究概述 | 第34-41页 |
| ·经验与半经验模式 | 第34-36页 |
| ·理论模式 | 第36-41页 |
| ·电离层数据同化研究概述 | 第41-46页 |
| ·同化的概念和方法 | 第41-42页 |
| ·电离层数据同化的发展和现状 | 第42-46页 |
| 模式开发和应用 | 第46-156页 |
| 第三节 区域经验电离层模式的建立及应用 | 第46-70页 |
| ·武汉站foE 经验模式的构建 | 第46-52页 |
| ·数据和建模方法 | 第46-50页 |
| ·模式验证和结论 | 第50-52页 |
| ·利用神经网络构建区域foF2 经验模式 | 第52-58页 |
| ·神经网络方法简介 | 第52-54页 |
| ·神经网络构建区域foF2 模式 | 第54-58页 |
| ·基于构建的ANN 模式计算对应台站的长期变化趋势 | 第58-69页 |
| ·背景介绍 | 第58-59页 |
| ·分析方法 | 第59-60页 |
| ·分析结果 | 第60-67页 |
| ·结果讨论 | 第67-69页 |
| ·小结 | 第69-70页 |
| 第四节 中低纬电离层理论模式 | 第70-103页 |
| ·引言 | 第70-71页 |
| ·坐标系统和网格划分 | 第71-75页 |
| ·模式出发方程 | 第75-77页 |
| ·连续性方程 | 第75页 |
| ·动量方程 | 第75-76页 |
| ·能量方程 | 第76-77页 |
| ·方程的求解 | 第77-79页 |
| ·连续性方程和动量方程的联合求解 | 第77-78页 |
| ·能量方程的求解 | 第78-79页 |
| ·光化学过程 | 第79-89页 |
| ·白天初级光电离 | 第79-83页 |
| ·光电子的次级电离 | 第83-84页 |
| ·夜间电离源 | 第84-85页 |
| ·离子化学 | 第85-89页 |
| ·加热率 | 第89-94页 |
| ·电子加热率 | 第89-92页 |
| ·离子加热率 | 第92-93页 |
| ·热传导系数 | 第93-94页 |
| ·E×B 的作用 | 第94-96页 |
| ·模式外参数选取及特点 | 第96-97页 |
| ·模式框图和程序流程图 | 第97-99页 |
| ·模式的基本结果 | 第99-101页 |
| ·小结 | 第101-103页 |
| 第五节 TIME-IGGCAS 模式有效性的统计验证：与经验模式和观测数据的比较 | 第103-121页 |
| ·跟经验模式的比较 | 第103-107页 |
| ·跟观测数据的比较 | 第107-115页 |
| ·结果讨论 | 第115-119页 |
| ·TIME-IGGCAS 电子浓度偏差的地方时变化 | 第115-117页 |
| ·TIME-IGGCAS 在低高度的模拟能力 | 第117页 |
| ·TIME-IGGCAS 模拟大尺度特征的能力 | 第117-118页 |
| ·TIME-IGGCAS 模拟温度的能力 | 第118-119页 |
| ·小结 | 第119-121页 |
| 第六节 模式应用之一：模拟赤道异常区的气候学特征及其对电场扰动的响应 | 第121-133页 |
| ·引言 | 第121-122页 |
| ·模拟参数选取 | 第122页 |
| ·模拟结果及讨论 | 第122-132页 |
| ·EIA 的气候学特征 | 第122-127页 |
| ·EIA 对电场扰动的响应 | 第127-132页 |
| ·小结 | 第132-133页 |
| 第七节 模式应用之二：模拟磁赤道处电场漂移速度和电离层峰高时间变化率的关系 | 第133-140页 |
| ·引言 | 第133-135页 |
| ·模拟结果及讨论 | 第135-139页 |
| ·小结 | 第139-140页 |
| 第八节 模式应用之三：模拟研究过去的一世纪里地磁场构型变化对电离层长期趋势的影响 | 第140-156页 |
| ·引言 | 第140-143页 |
| ·模拟过程 | 第143-145页 |
| ·模拟结果 | 第145-149页 |
| ·模拟的临频和峰高的年平均变化趋势 | 第145-147页 |
| ·模拟的长期趋势的季节和地方时变化 | 第147-149页 |
| ·讨论 | 第149-154页 |
| ·低纬和赤道台站长期趋势结果的差异 | 第149-151页 |
| ·地磁场变化和其它一些机制的相对重要性：与已有观测的对比 | 第151-153页 |
| ·模拟结果的季节和地方时变化 | 第153-154页 |
| ·小结 | 第154-156页 |
| 电离层数据同化试验及同化模型开发 | 第156-222页 |
| 第九节 数据同化之一：最小二乘法及一个观测系统数据同化试验 | 第156-164页 |
| ·最小二乘法介绍 | 第156-159页 |
| ·观测系统数据同化试验 | 第159-163页 |
| ·小结 | 第163-164页 |
| 第十节 数据同化之二：同化模拟东亚/澳大利亚扇区电离层/热层对 2004 年 11月7-8日超级磁暴的响应 | 第164-184页 |
| ·引言 | 第164-166页 |
| ·外驱动参量的参数化 | 第166-169页 |
| ·观测数据介绍和同化模拟过程 | 第169-171页 |
| ·太阳、行星际和地磁条件 | 第171-172页 |
| ·模拟结果 | 第172-176页 |
| ·估算的外参量 | 第176-181页 |
| ·暴时机制的理解 | 第181-182页 |
| ·模拟误差的可能原因 | 第182-183页 |
| ·小结 | 第183-184页 |
| 第十一节 数据同化之三：利用GPS 和非相干散射雷达观测统计分析电离层的空间相关性 | 第184-196页 |
| ·引言 | 第184-185页 |
| ·数据和分析方法介绍 | 第185-187页 |
| ·分析结果 | 第187-193页 |
| ·三个方向相关系数概略图 | 第187-188页 |
| ·磁共轭点之间的相关性 | 第188-191页 |
| ·子午相关距离 | 第191页 |
| ·纬线圈相关距离 | 第191-192页 |
| ·垂直方向相关距离 | 第192-193页 |
| ·讨论 | 第193-195页 |
| ·磁共轭点之间的相关性问题 | 第193页 |
| ·三个方向相关距离随各个因素的变化 | 第193-194页 |
| ·电离层暴对电离层空间相关性的影响 | 第194-195页 |
| ·小结 | 第195-196页 |
| 第十二节 数据同化之四：集合Kalman 滤波(EnKF)在电离层数据同化中的应用研究 | 第196-222页 |
| ·引言 | 第196-197页 |
| ·Kalman 滤波、集合Kalman 滤波和三维变分法 | 第197-204页 |
| ·Kalman 滤波 | 第197-201页 |
| ·集合Kalman 滤波 | 第201-203页 |
| ·三维变分法 | 第203-204页 |
| ·模式和观测数据简介 | 第204-205页 |
| ·观测和模式误差及协方差 | 第205-208页 |
| ·EnKF 同化过程 | 第208-210页 |
| ·3D-Var 和EnKF 同化结果的比较 | 第210-212页 |
| ·EnKF 同化结果 | 第212-215页 |
| ·讨论 | 第215-221页 |
| ·电子浓度的垂直相关性 | 第215-217页 |
| ·集合数对同化结果的影响 | 第217-218页 |
| ·外驱动参数的影响 | 第218-221页 |
| ·小结 | 第221-222页 |
| 总结和展望 | 第222-229页 |
| 第十三节 总结和展望 | 第222-229页 |
| ·本文工作总结 | 第222-225页 |
| ·未来工作展望 | 第225-229页 |
| 参考文献 | 第229-250页 |
| 附录 硕博连读期间发表、录用和完成的学术论文 | 第250-255页 |
| 致谢 | 第255-257页 |
| 英文目录 | 第257-261页 |
