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第1章 引言1

1.1 电离层简介1

1.1.1 电离层的垂直结构1

1.1.2 风剪切理论和离子运动4

1.1.3 电离层探测技术8

1.2 非相干散射雷达简介9

1.2.1 非相干散射雷达方程以及散射截面10

1.2.2 非相干散射雷达功率谱13

1.2.3 Arecibo非相干散射雷达15

1.2.4 美国非相干散射雷达简介16

1.3 本文的工作目的与内容安排19

第2章 非相干散射雷达数据分析21

2.1 离子矢量速度的获取21

2.2 中性风的获取25

2.2.1 E层中性风的推导26

2.2.2 经向风在F层的推导28

2.3 约束谐波拟合方法30

第3章 Arecibo上空低频大气潮汐波和准2天行星波的观测研究32

3.1 大气潮汐波简介32

3.2 功率密度谱分析34

3.2.1 F层经向风功率谱密度结果35

3.2.2 E层中性风功率谱密度结果36

3.3 24小时潮汐波结果与讨论39

3.4 12小时潮汐波结果与讨论44

3.5 行星波简介48

3.6 准2天行星波的振幅和垂直结构50

3.7 小结51

第4章 高频潮汐波的观测研究53

4.1 8小时潮汐波简介53

4.2 8小时潮汐波结果与讨论54

4.3 8小时潮汐波小结60

4.4 6小时潮汐波的结果与讨论61

4.5 6小时潮汐波小结63

第5章 Arecibo电离层午夜塌陷以及其与中性风、电场和双极扩散之间的关系64

5.1 引言64

5.2 数据展示65

5.2.1 Arecibo电子浓度分布65

5.2.2 HmF2,NmF2和Vz67

5.2.3 离子垂直运动的三个分量70

5.3 讨论72

5.3.1 午夜塌陷主要是由哪一（几）个机制引发的？72

5.3.2 哪一（几）个潮汐波分量对午夜塌陷最为重要？73

5.3.3 其他观测周期内的Arecibo午夜塌陷76

5.4 小结78

第6章 总结与展望80

6.1 总结80

6.2 展望83

参考文献85

致谢97