黃 江，鄧柏昌，黃林峰，林果果，蔡超軍

(1. 廣州氣象衛(wèi)星地面站，廣東 廣州 510640;2.華南理工大學(xué) 理學(xué)院，廣東 廣州 510640;3.南京信息工程大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210044)

電離層是近地空間環(huán)境的一個(gè)重要組成部分，處于地面以上約 60～1 000 km范圍。這一區(qū)域內(nèi)的地球大氣層部分電離，形成由中性大氣、自由電子和離子共同組成的層次。由于太陽輻射強(qiáng)度隨著地磁緯度的增高而減小，僅考慮電子生成率和復(fù)合率的作用時(shí)，電離層電子密度也必然隨緯度的增高而減小，在磁赤道地區(qū)最大。而大量的電離層觀測結(jié)果表明，F(xiàn) 區(qū)峰值電子密度在磁赤道南北兩側(cè)10°～15°的附近出現(xiàn)極大值，這種現(xiàn)象稱作電離層赤道異常(EIA)[1]。這是赤道電離層中較重要的異?，F(xiàn)象，通常也稱為Appleton異常，可由Martyn[2]提出的“噴泉效應(yīng)”來解釋這種異?，F(xiàn)象：白天發(fā)電機(jī)層產(chǎn)生的東向極化場傳到F層，在磁赤道F層中與水平磁場相結(jié)合使等離子體向上漂移，然后沿著磁力線向下擴(kuò)散而形成雙峰。在電離層中以 F 層的電子密度最高，并且在電離層電子濃度總含量(TEC)中占有極大的比重，所以赤道異?，F(xiàn)象的形成和變化同樣在磁赤道兩側(cè)的TEC形態(tài)反映出來。

自從發(fā)現(xiàn)了赤道異常現(xiàn)象以后，許多研究工作者通過大量的數(shù)值模擬和統(tǒng)計(jì)分析等對EIA現(xiàn)象進(jìn)行了廣泛研究[3-12]。大量研究表明EIA各參數(shù)(包括雙峰的緯度位置與幅度、F2層峰值電子濃度NmF2和電子濃度總含量TEC等)不僅存在每日變化，還隨著季節(jié)和太陽活動(dòng)水平的不同有著的顯著的變化。此外，赤道異常還存在南-北不對稱性和顯著的經(jīng)度效應(yīng)。Mendillo等[13]利用NASA-JPL提供的電離層GPS TEC地圖數(shù)據(jù)分析了2002年6月和12月的年不對稱特征。Bhuyan等[14]利用印度SROSS C2衛(wèi)星數(shù)據(jù)研究了在第22周1995-1999年太陽活動(dòng)上升期間經(jīng)度75°E區(qū)域電離層F區(qū)赤道異常雙峰的緯度位置和電子密度峰值變化特征，以及雙峰位置和電子密度隨太陽活動(dòng)表現(xiàn)出在磁赤道兩側(cè)的不對稱性特征。陳培仁[15]利用中國東部和日本垂測鏈的foF2數(shù)據(jù)，研究了東亞地區(qū)赤道異常隨經(jīng)度的變化效應(yīng)。余濤等[16]利用太陽活動(dòng)高年(2000)IGS提供的全球電離層TEC數(shù)據(jù)，通過傅立葉展開的方法，分析了白天電離層TEC周年和半年變化的全球特征。趙必強(qiáng)等[17]利用在亞洲-澳大利亞區(qū)域的GPS監(jiān)測網(wǎng)得到的1996-2004年TEC數(shù)據(jù)，分析了電離層赤道異常雙峰的強(qiáng)度、緯度位置、出現(xiàn)時(shí)間以及中午與日落后的峰槽比(CTR)等隨太陽活動(dòng)周的變化特征。張滿蓮[18]等利用在經(jīng)度120°E附近的GPS監(jiān)測網(wǎng)得到的TEC數(shù)據(jù)，分析了1998-2004年赤道異常峰槽比的日變化、季節(jié)變化特征以及和太陽活動(dòng)的關(guān)系。

本文利用IGS(International GNSS Service)提供的TEC數(shù)據(jù)，研究東南亞地區(qū)經(jīng)度在110°E區(qū)域白天電離層赤道異常雙峰南北不對稱性，包括雙峰及雙峰差異的季節(jié)變化、年變化等變化的不對稱性特征，并對可能產(chǎn)生雙峰南-北不對稱性的機(jī)制進(jìn)行了探討。

1 數(shù)據(jù)來源

自GPS建成運(yùn)行以來，許多電離層工作者投入到GPS-TEC的探測原理與數(shù)據(jù)處理方法的研究中,取得了大量的成果。其中,美國噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室(JPL),歐洲定軌中心(CODE)，加拿大能源、礦山與資源中心(EMR) ,歐洲空間局( ESA)及西班牙卡塔盧尼亞理工大學(xué)(UPC)等機(jī)構(gòu)分別完成了全球電離層地圖GIM(global ionospheric map)算法,并事后提供基于國際GPS 服務(wù)中心(IGS)的全球GPS觀測站數(shù)據(jù)的GIM產(chǎn)品。國際GPS服務(wù)中心IGS能提供全球范圍內(nèi)600多臺(tái)站的GPS觀測數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)覆蓋范圍大、時(shí)間分辨率適中。利用GPS的雙頻觀測量可以確定兩個(gè)頻率(1 575.42和1 227.60 MHz)的GPS信號在電離層介質(zhì)中傳播的總時(shí)延量之差。在一級近似條件下，由這一時(shí)延差可以得到整個(gè)射線路徑上電離層的總電子含STEC(又稱斜向TEC)。

圖1給出了電離層簡單薄層模型示意圖，利用該模型可以近似計(jì)算出衛(wèi)星信號穿刺點(diǎn)(IPP)上的VTEC：

(1)

其中，θ是接收機(jī)接受衛(wèi)星信號的仰角，RE為地球半徑，hm為電離層薄層到地面的高度。

圖1 電離層薄層模型示意圖Fig.1 Ionospheric single layer model

為了研究和分析電離層赤道異?，F(xiàn)象的南北不對稱性，本文選取的是IGS提供的全球電離層地圖數(shù)據(jù)，GIM-TEC數(shù)據(jù)其時(shí)間分辨率為2 h，空間分辨率沿經(jīng)緯度取5°×2.5°的格點(diǎn)。在2002年11月3日之前，每天TEC數(shù)據(jù)包括12張全球VTEC 地圖，時(shí)間從01:00 UT 到 23:00 UT，為了便于數(shù)據(jù)插值計(jì)算，此后新數(shù)據(jù)每日包括13張全球VTEC 地圖，時(shí)間從00:00 UT 到 24:00 UT。

電離層赤道異常的緯向分布有時(shí)表現(xiàn)為在磁赤道附近出現(xiàn)最大值，且赤道異常峰也可能在強(qiáng)磁擾期間消失，因此我們手動(dòng)排除上述情況避免在本文統(tǒng)計(jì)分析中引入誤差，最終只使用從2000年1月1日到2011年12月31日白天Kp≤3+的在磁赤道兩側(cè)出現(xiàn)明顯雙峰的每日數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 年變化

首先，按北半球季節(jié)變化特征將所有時(shí)間劃分為4個(gè)季節(jié)：2-4月為春季，5-7月為夏季，8-10月為秋季，11-1月為冬季，在下面沒有特別說明時(shí)，指的季節(jié)都是相對于北半球來說的。圖2從上至下依次給出了2000-2011年每日太陽活動(dòng)指數(shù)F10.7，赤道異常北駝峰和南駝峰每日的峰值TEC強(qiáng)度(Inc、Isc)、北-南駝峰強(qiáng)度差異(Icd)、峰值出現(xiàn)的地理緯度(Lnc、Lsc)和時(shí)間(Tnc、Tsc)，每小圖中實(shí)線代表對應(yīng)的月均值變化情況。由圖中各參數(shù)的月均值變化曲線可以看出，赤道異常雙峰每日峰值強(qiáng)度(Inc和Isc)都呈現(xiàn)明顯的半年變化特征：在秋季和春季出現(xiàn)最大值，冬季和夏季出現(xiàn)極小值。并且，這種半年變化的雙峰強(qiáng)度VTEC幅度的大小明顯受太陽活動(dòng)強(qiáng)弱的影響。雙峰差異Icd的大小同樣與太陽活動(dòng)強(qiáng)弱明顯相關(guān)，在太陽活動(dòng)高時(shí)雙峰差異Icd大，而太陽活動(dòng)平靜時(shí)雙峰差異Icd較小。異常雙峰緯度值在太陽活動(dòng)高年變化幅度相對較小，而低年變化幅度相對較大，尤其是北駝峰在太陽活動(dòng)低年峰值緯度呈明顯的年變化：冬季遠(yuǎn)離磁赤道，夏季靠近磁赤道。赤道異常雙峰峰值出現(xiàn)的平均時(shí)間大致在06：00-08：00UT (LT=UT+8)。

圖2 太陽活動(dòng)和EIA雙峰各要素的散點(diǎn)圖，實(shí)線代表對應(yīng)參量的月均值變化Fig.2 The scatter diagrams of solar activity and EIA parameters Solid lines show the variation of the corresponding monthly mean values

為了解2000-2011年赤道異常雙峰峰值TEC差異變化情況，圖3分別給出了每年雙峰差異Icd在2.5、5、7.5、10 TECU等情況下的統(tǒng)計(jì)分布圖，每小圖中給出了每年雙峰差異Icd在給定的差異值范圍內(nèi)的3種不同情況下的百分比分布，其中Icd大于給定值時(shí)表示赤道異常雙峰北駝峰強(qiáng)，Icd絕對值小于給定值時(shí)表示雙峰強(qiáng)度差異不明顯，Icd小于給定值的負(fù)值時(shí)表示南駝峰強(qiáng)。由圖3(a)可以看出峰值強(qiáng)度差異在2.5 TECU范圍時(shí)，每年中北駝峰比南駝峰強(qiáng)的比例隨著太陽高年到低年(2001-2009年)呈逐漸減小的趨勢，在高年2001年時(shí)達(dá)到74%，雙峰差異不明顯以及南駝峰強(qiáng)的比例隨著太陽高年到低年呈逐漸增大的趨勢。由圖3(a-d)，隨著Icd統(tǒng)計(jì)差異值的不斷增大，每年北、南駝峰強(qiáng)的比例逐漸減小，雙峰差異不明顯的比例逐漸增大，在太陽活動(dòng)極低年(2008和2009年)峰差異不明顯(10 TECU范圍內(nèi))的比例可達(dá)98%，而太陽活動(dòng)極高年(2001和2002年)北駝峰強(qiáng)的比例仍達(dá)30%左右，南駝峰強(qiáng)的情況幾乎沒有。

圖3 2000-2011年赤道異常北駝峰與南駝峰強(qiáng)度差異Icd統(tǒng)計(jì)Fig.3 Statistics of the daily strength difference of the northern and southern EIA crest (Icd) from 2000 to 2011

2.2 季節(jié)變化

圖4給出了在太陽活動(dòng)高(F10.7>=150)和低(F10.7<100)的情況下EIA雙峰強(qiáng)度VTEC值、雙峰差異Icd及F10.7對EIA雙峰、雙峰差異的貢獻(xiàn)率的月均值變化圖，其中I/F10.7表示單位太陽射電流量對駝峰強(qiáng)度VTEC的貢獻(xiàn)。由圖4(a)可以得出EIA雙峰在太陽活動(dòng)高和低的情況下都呈明顯的半年變化特征：駝峰強(qiáng)度在春秋分期間出現(xiàn)極大值，夏冬至期間出現(xiàn)極小值。太陽活動(dòng)高時(shí)EIA雙峰VTEC值明顯比太陽活動(dòng)低時(shí)大。在春秋季月份，太陽直射點(diǎn)在赤道附近低緯地區(qū)，此時(shí)光化學(xué)作用最強(qiáng)，E×B漂移引起等離子體從磁赤道向兩側(cè)的傳輸運(yùn)動(dòng)達(dá)到最強(qiáng)，因此“噴泉效應(yīng)”也最盛，尤其在太陽活動(dòng)高年。而在夏冬季月份太陽直射點(diǎn)移至靠近中緯地區(qū) “噴泉效應(yīng)”減弱，赤道異常也相應(yīng)減弱。在太陽活動(dòng)高年，Inc平均最小值出現(xiàn)在夏季7月，冬季的Inc大于夏季的Isc，即北半球存在“冬季異常”的現(xiàn)象，但I(xiàn)sc最小值也出現(xiàn)在7月，由于7月南半球是冬季，12月南半球是夏季，因此南駝峰TEC峰值冬季小于夏季，不存在“冬季異常”，而在太陽活動(dòng)低年“冬季異常” 也不明顯，這一現(xiàn)象與徐振中等[19]在2012年的研究結(jié)果基本是一致的。Torr等[20]認(rèn)為冬季異?，F(xiàn)象是由南北半球能量輸送的不平衡導(dǎo)致的，從處于夏季的南半球向處于冬季的北半球運(yùn)送的中性物質(zhì)，導(dǎo)致冬季北半球O/N2濃度比的增加，電離率升高，最終導(dǎo)致北駝峰值TEC增大，出現(xiàn)“冬季異?！爆F(xiàn)象，而反過程即從處于夏季的北半球向處于冬季的南半球的輸送作用卻被抑制。

圖4 EIA雙峰及F10.7對雙峰的貢獻(xiàn)率的月均值變化Fig.4 Variations of the monthly mean values over the 12 years of EIA crest and equivalent crest value per solar flux unit (I/F10.7)for conditions of high and low solar activity

在圖4(b)中可以得出太陽活動(dòng)高時(shí)北駝峰強(qiáng)度月均值都比南駝峰大，雙峰差異Icd在4-7月期間最小(低至約3 TECU)，在10月到1月期間最大(可達(dá)約12TECU)；太陽活動(dòng)低時(shí)雙峰差異Icd在春分到秋分期間(4-10月)為正值，最大差異約4 TECU，而在11月到2月Icd為負(fù)值，最小值約-5 TECU。圖4(c)中，在太陽活動(dòng)高和低的情況下F10.7對EIA雙峰的貢獻(xiàn)率(Inc/F10.7、Isc/F10.7)變化都呈明顯的半年變化特征。在夏季5月至7月期間，太陽活動(dòng)低時(shí)F10.7對北駝峰的貢獻(xiàn)率與太陽活動(dòng)高時(shí)F10.7對EIA雙峰的貢獻(xiàn)率差不多相等，其它月份基本上都是F10.7對EIA雙峰的貢獻(xiàn)率在太陽活動(dòng)高時(shí)大于太陽活動(dòng)低時(shí)。圖4(d)中，在太陽活動(dòng)高時(shí)，F(xiàn)10.7對北駝峰的貢獻(xiàn)率Inc/F10.7整體都比對南駝峰貢獻(xiàn)率Inc/F10.7要大，雙峰貢獻(xiàn)率差異Inc/F10.7在4-7月期間最小，在10月-1月期間最大。在太陽活動(dòng)低時(shí)，貢獻(xiàn)率差異在4-10月期間為正值，且在春分至秋分月期間比太陽活動(dòng)高時(shí)要大，而在10月到1月期間為負(fù)值。

圖5給出了在太陽活動(dòng)高和低的情況下EIA雙峰出現(xiàn)的緯度位置、出現(xiàn)時(shí)間(UT)，以及雙峰之間的緯度間隔和北-南駝峰時(shí)間差異Tcd的月均值變化圖。由圖5(a-b)可知在太陽活動(dòng)高時(shí)，北駝峰位置比較固定，大致在20° -22°N，南駝峰位置夏至期間有向赤道靠近的趨勢；在太陽活動(dòng)低時(shí)，北駝峰位置大致在17° -20°N之間變化，冬季時(shí)向赤道靠近，南駝峰位置呈明顯的年變化特征，在夏至期間駝峰向赤道靠近(約0°)，冬至期間偏向南極(約8°S)。圖5(c)表明EIA雙峰之間的距離在太陽活動(dòng)高時(shí)明顯要比太陽活動(dòng)低時(shí)大，證明太陽活動(dòng)對“噴泉效應(yīng)”起增強(qiáng)作用，在太陽活動(dòng)高年“噴泉效應(yīng)”明顯，雙峰強(qiáng)度大且雙峰緯度間距遠(yuǎn)。由圖5(d-e)可知，在太陽活動(dòng)高時(shí)，EIA雙峰的出現(xiàn)時(shí)間相對穩(wěn)定在07：00 UT左右，但北駝峰在6-8月份期間比其它月份偏晚大致在08UT；在太陽活動(dòng)低時(shí)，北峰值的出現(xiàn)時(shí)間夏季明顯比冬季要晚(時(shí)間差達(dá)2 h左右)，夏季大致在07：00-08：00 UT，冬季大致在06：00 UT，南峰值出現(xiàn)的時(shí)間與北峰情況相反，南峰冬季明顯比夏季要早(時(shí)間差達(dá)1 h左右)，夏季大致在07：00UT，冬季大致在06：00 UT。圖5(f)表明EIA北-南駝峰時(shí)間差異Tcd在太陽活動(dòng)高的情況下除了6-8月份相差約1 h，而在其他月份北駝峰出現(xiàn)時(shí)間偏早不明顯；在太陽活動(dòng)低的情況下，冬季北駝峰最大值出現(xiàn)的時(shí)間要比南駝峰早約1 h，而在5-9月份期間北駝峰最大值出現(xiàn)的時(shí)間要比南駝峰晚約2 h。

圖5 EIA雙峰緯度位置與時(shí)間月均值變化Fig.5 Monthly mean variation of the geographic latitude and the occurrence time of EIA crest for conditions of high and low solar activity

Walker等[21]發(fā)現(xiàn)冬季駝峰增強(qiáng)出現(xiàn)在上午，認(rèn)為出現(xiàn)峰值時(shí)間差異與各季節(jié)太陽直射點(diǎn)與磁赤道的位置相關(guān)，會(huì)對電離層等離子體傳輸速率起到增減作用。這可以解釋一般當(dāng)?shù)厍蛞话肭蚨抉劮宄霈F(xiàn)上午增強(qiáng)，另一半球夏季卻出現(xiàn)的是傍晚增強(qiáng)現(xiàn)象，因此在北半球冬季駝峰出現(xiàn)的時(shí)間相對要早，而夏季期間駝峰出現(xiàn)的時(shí)間相對要晚，由于南半球的季節(jié)與北半球相反，駝峰出現(xiàn)的時(shí)間差異情況相應(yīng)的也與北半球相反。

2.3 不對稱性隨太陽活動(dòng)的變化關(guān)系

一般認(rèn)為由于跨赤道的中性風(fēng)會(huì)使等離子體沿磁子午線從地球的一半球向另一半球運(yùn)動(dòng)，從而使赤道異常在南北半球之間出現(xiàn)不對稱。為了表示EIA雙峰結(jié)構(gòu)的這種不對稱性特征，這里我們引入一個(gè)量化的參數(shù)[22]：不對稱性指數(shù)Ia=(Inc-Isc)/((Inc-Isc)/2)。

圖6給出了EIA不對稱性指數(shù)Ia以及兩分兩至期間隨太陽活動(dòng)F10.7的變化關(guān)系。由圖6(a)可知不對稱性指數(shù)Ia負(fù)值的時(shí)間段主要是在太陽活動(dòng)低(F10.7<100)的時(shí)候，最小值約-0.4，隨著太陽活動(dòng)的增強(qiáng)，Ia負(fù)值時(shí)間點(diǎn)逐漸減小，且Ia月均值逐漸呈線性增大。由圖6(b)可知最明顯的特征是在冬至期間隨著太陽活動(dòng)的升高，Ia均值增大的趨勢非常明顯，冬至期間Ia均值的最小值比兩分和夏至期間都小(約-0.12)，最大值比兩分和夏至期間都大(約0.18)；兩分和夏至期間Ia均值基本上都大于零，說明Ia負(fù)值主要出現(xiàn)在太陽活動(dòng)比較低的冬至期間，并且太陽活動(dòng)越低時(shí)出現(xiàn)的概率越大；同樣可以看出在夏至期間，隨著太陽活動(dòng)的升高，不對稱性指數(shù)Ia均值變化趨勢與冬至期間明顯相反，指數(shù)由0.10減小到0.01左右。

圖6 EIA不對稱性指數(shù)Ia隨太陽活動(dòng)F10.7的變化Fig.6 Asymmetry index Ia of EIA changes with solar activity

Tsai等[21]結(jié)合跨赤道的中性風(fēng)、太陽直射點(diǎn)以及在夏至和冬至期間的極區(qū)吹向赤道風(fēng)理論綜合分析：認(rèn)為當(dāng)北半球是夏季時(shí)，跨赤道的中性風(fēng)會(huì)使等離子體沿磁子午線向南半球運(yùn)動(dòng)，這樣對北駝峰的形成起到的是一個(gè)抑制的作用，相反對南駝峰起到增強(qiáng)作用，另一方面在南半球由南極的向赤道風(fēng)向北運(yùn)動(dòng)的作用，使南駝峰出現(xiàn)向赤道偏移現(xiàn)象，這就可以解釋南駝峰不論在太陽活動(dòng)高還是低時(shí)南半球的冬季期間駝峰位置靠近赤道，并且這樣現(xiàn)象在太陽活動(dòng)低年時(shí)最為明顯；當(dāng)北半球是冬季時(shí)，反之亦然，同樣可以解釋北半球駝峰在太陽低年時(shí)冬季駝峰位置靠近赤道的現(xiàn)象，但是在太陽高年由于“噴泉效應(yīng)”的增強(qiáng)這種駝峰位置漂移現(xiàn)象并沒有出現(xiàn)；須要注意的是北半球夏季時(shí)的太陽直射點(diǎn)比南半球夏季時(shí)更接近磁赤道(約10°N)，這就表明較小的TEC值出現(xiàn)在太陽直射點(diǎn)接近磁赤道期間，這是由于電離層中的離子和電子結(jié)合并且太陽直射點(diǎn)附近TEC受到明顯抑制，不對稱性指數(shù)Ia夏至期間的變化說明隨太陽活動(dòng)升高，南駝峰與北駝峰強(qiáng)度差異有增大趨勢。而當(dāng)南半球夏季時(shí)太陽直射點(diǎn)相對其他季節(jié)離磁赤道最遠(yuǎn)，因此不能主導(dǎo)赤道電離層等離子體光化學(xué)作用和傳輸過程，因此在北半球冬季期間隨著太陽活動(dòng)的升高，主導(dǎo)作用越不明顯，在冬季的雙峰強(qiáng)度的不對稱性顯得更加明顯。

3 結(jié) 論

利用IGS提供的太陽活動(dòng)第23-24周期間2000年1月1日至2011年12月31日的GPS TEC數(shù)據(jù)，分析了東南亞地區(qū)經(jīng)度在110°E區(qū)域白天電離層赤道異常雙峰南北不對稱性，包括駝峰強(qiáng)度、緯度位置、出現(xiàn)時(shí)間等不對稱性變化特征以及隨太陽活動(dòng)的變化關(guān)系，并探討了可能產(chǎn)生赤道異常南北不對稱性的機(jī)理，結(jié)論如下：

1)EIA雙峰強(qiáng)度都呈現(xiàn)明顯的半年變化特征，在兩分期間出現(xiàn)極大值，兩至期間出現(xiàn)極小值。 太陽活動(dòng)高時(shí) “冬季異?！爆F(xiàn)象北半球明顯，而南半球沒有出現(xiàn)。北-南駝峰強(qiáng)度差異的大小與太陽活動(dòng)強(qiáng)弱的關(guān)系比較明顯，在太陽活動(dòng)高年北駝峰比南駝峰要強(qiáng)且強(qiáng)度差異比低年時(shí)明顯要大。

2)在不同的太陽活動(dòng)情況下太陽射電流量F10.7對EIA雙峰強(qiáng)度的貢獻(xiàn)率都呈明顯的半年變化特征。在太陽活動(dòng)高時(shí)，每月F10.7對北駝峰的貢獻(xiàn)率均值都比對南駝峰貢獻(xiàn)率要大，北-南雙峰貢獻(xiàn)率差異在夏季期間最小，冬季期間最大。在太陽活動(dòng)低時(shí)，在冬季期間每月F10.7對南駝峰的貢獻(xiàn)率均值都比對北駝峰貢獻(xiàn)率要大，在春分至秋分月期間每月F10.7對北駝峰的貢獻(xiàn)率均值都比對南駝峰貢獻(xiàn)率要大，并且此期間北-南雙峰貢獻(xiàn)率差異比在太陽活動(dòng)高時(shí)要大。

3)EIA雙峰的緯度位置南北不對稱性表現(xiàn)在：在太陽活動(dòng)高時(shí)，北駝峰位置比較固定，而南駝峰位置夏至期間駝峰向赤道靠近；在太陽活動(dòng)低時(shí)，北駝峰位置冬季時(shí)向赤道靠近，而南駝峰位置呈明顯的年變化，在夏至期間駝峰向赤道靠近，冬至期間偏向南極；EIA雙峰之間的距離在太陽活動(dòng)高時(shí)明顯要比太陽活動(dòng)低時(shí)大。對于EIA雙峰時(shí)間差異，在太陽活動(dòng)高時(shí)6-8月份北駝峰比南駝峰晚約1 h，在太陽活動(dòng)低時(shí)，冬季北駝峰最大值出現(xiàn)的時(shí)間要比南駝峰早約1 h，而在5-9月份期間北駝峰最大值出現(xiàn)的時(shí)間要比南駝峰晚約2 h。

4)不對稱性指數(shù)Ia長期變化特征表現(xiàn)在隨著太陽活動(dòng)的升高呈線性的增大，尤其是在冬至期間Ia增大的趨勢非常明顯。南駝峰比北駝峰強(qiáng)的時(shí)間主要出現(xiàn)在太陽活動(dòng)比較低的冬至期間，而北駝峰比南駝峰強(qiáng)的時(shí)間主要出現(xiàn)在太陽活動(dòng)極高的冬至期間。

參考文獻(xiàn)：

[1] APPLETON E V. Two anomalies in the ionosphere[J]. Nature, 1946,157:691-693.

[2] MARTYN D F. Atmospheric tides in the ionosphere. I. Solar tides in the F2 region[J]. Proc R Soc Lond A, 1947,189:241-260.

[3] ANDERSON D N. A theoretical study of the ionospheric F region equatorial anomaly-I. Theory[J].Planet Space Sci, 1973, 21:409-419.

[4] MOFFETT R J. The equatorial anomaly in the electron distribution of the Terrestrial F-region[J]. Fundam Cosmic Phys, 1979(4):313-391.

[5] WALKER G O, CHAN H F. Computer simulations of the seasonal variation of the ionospheric equatorial anomaly in East Asia under solar minimum conditions[J]. J Atmos Terr Phys, 1989,51:953-974.

[6] STENING R J. Review paper: modelling the low latitude F region[J]. J Atmos Terr Phys,1992, 54:1387-1421.

[7] SU Y Z, BAILEY G J, OYAMA K I, et al. A modelling study of the longitudinal variations in the north-south asymmetries of the ionospheric equatorial anomaly[J]. J Atmos Terr Phys,1997,59 (11):1299-1310.

[8] MENDILLO M, LIN B S, AARONS J. The application of GPS observations to equatorial aeronomy[J]. Radio Science, 2000, 35(3):885-904.

[9] LIU L B, WAN W X. The evolution of equatorial trough of ionospheric F-region ionization[J]. Terr Atmos Ocean Sci, 2001, 12 (3):559-565.

[10] DUMIN Y V. Global structure of longitudinal variations in the equatorial anomaly of ionospheric F2-layer[J]. Adv Space Res, 2002, 29 (6):907-910.

[11] GULYAEVA T L, RAWER K. North/south asymmetry of the equatorial anomaly: a model study[J]. Adv Space Res, 2003, 31 (3):549-554.

[12] 毛田, 萬衛(wèi)星, 劉立波. 用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)構(gòu)造武漢地區(qū)電子濃度總含量的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ絒J]. 地球物理學(xué)報(bào), 2005, 48(4): 751-758.

[13] MENDILLO M, HUANG C L, PI X Q, et al. The global ionospheric asymmetry in total electron content[J]. J Atmos Terr Phys, 2005, 67:1377-1387.

[14] BHUYAN P K, BHUYAN K. The equatorial ionization anomaly at the topside F region of the ionosphere along 75°E[J]. Adv Space Res, 2009, 43:1676-1682.

[15] 陳培仁. 赤道異常的經(jīng)度效應(yīng)[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 1991, 34(2):147-153.

[16] 余 濤, 萬衛(wèi)星, 劉立波,等. 利用IGS數(shù)據(jù)分析全球TEC的周年和半年變化特性[J]. 地球物理學(xué)報(bào)，2006,49(4):943-949.

[17] ZHAO B Q, WAN W X, LIU L L, et al. Characteristics of the ionospheric total electron content of the equatorial ionization anomaly in the Asian-Australian region during 1996-2004[J]. Annales Geophysicae, 2009, 27:3861-3873.

[18] ZHANG M L, WAN W X, LIU L B, et al. Variability study of the crest-to-trough TEC ratio of the equatorial ionization anomaly around 120°E longitude[J]. Adv Space Res, 2009, 43(6):1762-1769.

[19] 徐振中, 王偉民, 王博, 等.120°E赤道電離異常區(qū)電子濃度總含量分析與預(yù)測[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 2012,55(7): 2185-2192.

[20] TORR M R, TORR D G.The seasonal behaviour of the F2 layer of the ionosphere[J]. J Atmos Terr Phsy, 1973, 35(12): 2237-2251.

[21] WALKER G O, MA J H K, GOLTO E. The equatorial ionospheric anomaly in electron content from solar minimum to solar maximum for South East Asia[J]. Annales Geophysicae, 1994, 12:195-209.

[22] MENDILLO M, LIN B, AARONS J. The application of GPS observations to equatorial aeronomy[J].Radio Science, 2000, 35(3): 885-904.

[23] TSAI H F, LIU J Y, TSAI W H, et al. Seasonal variations of the ionospheric TEC in Asian equatorial anomaly regions[J]. Journal of Geophysical Research, 2001, 106:30363-30369.