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电离层电子柱含量(TEC)是电离层的一个非常重要的参量,不同区域的电离层TEC有着复杂而不同的扰动变化。电离层TEC研究不仅对于电波传播的修正具有重要的应用意义,也对于电离层扰动变化的物理过程研究具有十分重要的科学意义。本文利用海南电离层观测台站2009-2012年双频GPS接收机接收的观测数据,分析研究了海南地区电离层TEC的扰动变化特性。其主要结果如下: 利用海南台站2009-2012年期间电离层TEC的观测数据,分析研究了电离层垂直电子柱含量(VTEC)的日变化、月变化、季节变化、年变化、夜间变化及随太阳活动的变化特性:电离层VTEC在白天大而夜间小,昼夜变化显著,电离层VTEC峰值出现在午后,出现时间随季节变化而不同,在海南地区,有时在日落后可观测到电子含量的二次增强现象;电离层VTEC日变化具有季节变化特性,对于其峰值,在春秋季高于夏冬季,说明电离层VTEC具有半年变化特性;冬季电离层TEC峰值比夏季大,反映了电离层的“冬季异常”现象;电离层TEC与太阳黑子数和F10.7相关系数分别为0.8834和0.8066,说明电离层TEC与太阳活动密切相关。结果还表明海南地区夜间电离层VTEC具有半年度变化的特性,而印度地区则表现为年度变化特性,这是一个新的研究结果。 利用TEC的观测数据研究了低纬度(海南)地区电离层电子柱含量(TEC)在2012年7月15-18日磁暴期间的扰动变化特性。在磁暴期间的15、16日分别观测到了电离层正、负相暴,电离层VTEC变化非常大,与宁静日平均值相比,变化幅度可达35 TECU;16日与15日相比,VTEC下降的最大变化幅度为45TECU。这是目前观测到的电离层负相暴期间TEC变化幅度最大的现象。在7月15日,当Dst值达到最小时,海南地区电离层VTEC值不仅没有下降反而与宁静期间平均值相比还增高10 TECU左右,这可能与从极区到低纬度地区的穿透电场有关。7月16日磁暴恢复相期间电离层发生的强烈的负相暴可能是由从极区到低纬度地区的扰动发电机电场所致。 选取2012年海南地区的GPS-TEC和电离层垂测仪的观测数据分析研究了电离层TEC与电离层临界频率以及临界虚高之间的关系。结果表明:电离层临界频率具有周日变化特性,每天有一个极大值和极小值;电离层临界频率还具有半年度变化特征,变化趋势与电离层TEC类似;电离层峰值高度在3、9月有四个极大值,而在其他月份则有三个极大值;电离层TEC与电离层临界频率具有相似的周日变化和季节变化规律,二者具有较好的相关性。