第二百二十九章 几缕先天灵气
往着西南方莫约飞了二三十里地，地下便长着几颗说不上年份的杏树，围着一处小山包，看着样子，这个小山包也是一处灵气汇聚之所，若是不然，也长不出这般这般充满着灵气杏树。
若是黄毅不曾看错，下方的杏树唤作‘黄梅青杏’，前半截唤作黄梅，意思便是在外界之中，这杏是在黄梅时节成熟的，可以完全说是属于反季节的水果。而在这朱明耀真洞天之内，那便说不清楚他到底是什么时节能够成熟的。
电离层是地球高层大气，经常受到日地相互作用产生的空间天气事件（如磁暴）的控制。在地磁暴期间，电离层状态发生大幅度扰动称为电离层暴。电离层暴使得近地空间环境变得恶劣，从而对航空航天、导航、通讯等多个领域造成影响[1-3]。众多研究表明，磁暴期间电离层的响应被磁暴强度、磁暴起始时间、电离层背景值、地方时、纬度、季节等因素的共同控制[4-11]，这使得电离层暴机制十分复杂。通常认为，在地磁暴期间，高纬粒子沉降产生的焦耳加热作用使得中性气体膨胀，高纬电离层发生负暴[4-12]；同时受赤道向风场的作用，热层中性气体变化引起的电离层负暴会向中低纬度地区延伸。中低纬度电离层在电场、风场和地磁场的共同作用下容易引发电离层正暴[4-12]。学者们经过多年的分析研究，尽管已对大量的电离层暴事件进行了统计分析[4-6]与个例分析[7-12]，但对电离层暴的过程及机制的认识仍在不断深入，对典型的个例分析将有助于验证或补充以往的电离层暴发展规律和促进对电离层扰动机制的理解。
随着全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)的不断完善，研究暴时电离层电子总含量(TotalElectronContent，TEC)的演变过程已成为研究电离层暴一种重要途径[12]。本文首先分析磁暴期间全球电离层TEC的大致变化，随后采用滑动四分位距法提取了2018年8月25-29日的全球电离层TEC的异常扰动特征进一步分析，并对可能的机制进行探讨。该年为太阳活动低年，稳定的太阳辐射为本次研究提供了良好的研究条件。
世界时间2018年8月26日，全球发生了大地磁暴事件(KPmax:，Dstmin:-174nT)；根据我国的空间环境预报中心(SpaceEnvironmentPredictionCenter，SEPC)的月报概述（MassEjections，CME）和冕洞高速流(CoronalHoleHighSpeedStream，CHH)的共同影响而导致的。为分析磁暴前后日地空间环境的变化情况，本文绘制出8月22-30日的太阳辐射、太阳风速、星际磁场分量、星际电场分量以及地磁指数的时间序列变化情况，如图1所示。整体相对平稳，24日至27日略微升高，但不足以引起全球电离层的大幅度扰动。从22日起，太阳风速开始降低，至25日降低至328km/s，该时间阶段太阳风速较高是由于8月15日至18日的日冕高速流影响，但太阳风基本没有携带南向分量磁场，地球磁场活动也相对平稳。25-26日，太阳风速度达到第一小高峰444km/s，并于25日14:00UT左右携带含有带有南向星际磁场IMF-Bz分量到达地球，与地球磁场发生磁重联，使得太阳风携带的高能粒子进入地球磁层，与地球热层、磁层发生一系列耦合作用使得地环电流增强，Dst指数开始迅速降低，磁暴进入主相阶段，26日4:00UT左右，IMF-Bz最强达-；6:00-7:00UT，Dst降至最低，Kp指数最高，并持续3小时。磁暴在8:00UT左右进入恢复相阶段，Dst指数回升。太阳风速于27日17:00UT达到第二个高峰619km/s，Kp指数达第二个峰值，Dst指数在此时略有降低，说明此时处于地磁亚暴，对高纬的地磁影响较大。此后，太阳风速度持续下降，至8月30日午后降低为400km/s以下，IMF-Bz分量基本平稳，地磁Dst，Kp指数逐渐恢复为地磁平静范围。综上所述，此次大磁暴事件经过19-20日的太阳日冕物质抛射和冕洞高速流向日地空间中发射大量粒子，经过4-5d，太阳风携带高能粒子和南向星际磁场至地球磁层，发生磁重联后，大量能量注入地球，从而产生25-26日的大地磁暴(Dst≤-100)，随后持续有中等磁暴1d(-100＜Dst≤-50)，小磁暴2d(-50＜Dst≤-30)，至8月30日基本恢复正常。
谷/span为研究磁暴期间全球电离层TEC的变化情况，本文选取70°W，20°E，120°E分别代表美洲扇、欧洲-非洲扇区和东亚-澳洲扇区，并绘制不同纬度的时序变化图。如图2所示，全球电离层TEC出现明显的不对称现象，北半球TEC含量整体高于南半球，中高纬度地区最明显。在磁暴主相期间，美洲扇区和东亚-澳洲扇区日间电离层TEC出现明显的正相扰动，处于夜间的欧洲-非洲扇区扰动并不显著。在恢复相期间，北美扇区白天和夜间都出现了的负相扰动，而南美扇区均为正扰。东亚-澳洲扇区和欧洲-非洲扇区的低纬度地区出现明显的正相扰动。中高纬度地区响应不显著，这可能是电离层背景较弱，电离层TEC的响应不敏感。
为进一步研究此次磁暴期间电离层的响应，本文采用滑动四分位法的上限和下限作为背景值依次判定71×73个TEC格网的扰动程度，再使用双调和样条插值法将异常值进行加密，该插值方法在曲面插值具有优势性，具体可参照文献[17-18]，文中不再赘述；最后根据插值结果绘制出全球每天12幅全球电离层扰动图，如图3所示，图中黑曲线表示磁赤道，红、蓝虚线表示大致晨昏线，红线以东表示日半球。
为进一步研究此次磁暴期间电离层的响应，本文采用滑动四分位法的上限和下限作为背景值依次判定71×73个TEC格网的扰动程度，再使用双调和样条插值法将异常值进行加密，该插值方法在曲面插值具有优势性，具体可参照文献[17-18]，文中不再赘述；最后根据插值结果绘制出全球每天12幅全球电离层扰动图，如图3所示，图中黑曲线表示磁赤道，红、蓝虚线表示大致晨昏线，红线以东表示日半球。
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若是黄毅不曾看错，下方的杏树唤作‘黄梅青杏’，前半截唤作黄梅，意思便是在外界之中，这杏是在黄梅时节成熟的，可以完全说是属于反季节的水果。而在这朱明耀真洞天之内，那便说不清楚他到底是什么时节能够成熟的。
电离层是地球高层大气，经常受到日地相互作用产生的空间天气事件（如磁暴）的控制。在地磁暴期间，电离层状态发生大幅度扰动称为电离层暴。电离层暴使得近地空间环境变得恶劣，从而对航空航天、导航、通讯等多个领域造成影响[1-3]。众多研究表明，磁暴期间电离层的响应被磁暴强度、磁暴起始时间、电离层背景值、地方时、纬度、季节等因素的共同控制[4-11]，这使得电离层暴机制十分复杂。通常认为，在地磁暴期间，高纬粒子沉降产生的焦耳加热作用使得中性气体膨胀，高纬电离层发生负暴[4-12]；同时受赤道向风场的作用，热层中性气体变化引起的电离层负暴会向中低纬度地区延伸。中低纬度电离层在电场、风场和地磁场的共同作用下容易引发电离层正暴[4-12]。学者们经过多年的分析研究，尽管已对大量的电离层暴事件进行了统计分析[4-6]与个例分析[7-12]，但对电离层暴的过程及机制的认识仍在不断深入，对典型的个例分析将有助于验证或补充以往的电离层暴发展规律和促进对电离层扰动机制的理解。
随着全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)的不断完善，研究暴时电离层电子总含量(TotalElectronContent，TEC)的演变过程已成为研究电离层暴一种重要途径[12]。本文首先分析磁暴期间全球电离层TEC的大致变化，随后采用滑动四分位距法提取了2018年8月25-29日的全球电离层TEC的异常扰动特征进一步分析，并对可能的机制进行探讨。该年为太阳活动低年，稳定的太阳辐射为本次研究提供了良好的研究条件。
世界时间2018年8月26日，全球发生了大地磁暴事件(KPmax:，Dstmin:-174nT)；根据我国的空间环境预报中心(SpaceEnvironmentPredictionCenter，SEPC)的月报概述（MassEjections，CME）和冕洞高速流(CoronalHoleHighSpeedStream，CHH)的共同影响而导致的。为分析磁暴前后日地空间环境的变化情况，本文绘制出8月22-30日的太阳辐射、太阳风速、星际磁场分量、星际电场分量以及地磁指数的时间序列变化情况，如图1所示。整体相对平稳，24日至27日略微升高，但不足以引起全球电离层的大幅度扰动。从22日起，太阳风速开始降低，至25日降低至328km/s，该时间阶段太阳风速较高是由于8月15日至18日的日冕高速流影响，但太阳风基本没有携带南向分量磁场，地球磁场活动也相对平稳。25-26日，太阳风速度达到第一小高峰444km/s，并于25日14:00UT左右携带含有带有南向星际磁场IMF-Bz分量到达地球，与地球磁场发生磁重联，使得太阳风携带的高能粒子进入地球磁层，与地球热层、磁层发生一系列耦合作用使得地环电流增强，Dst指数开始迅速降低，磁暴进入主相阶段，26日4:00UT左右，IMF-Bz最强达-；6:00-7:00UT，Dst降至最低，Kp指数最高，并持续3小时。磁暴在8:00UT左右进入恢复相阶段，Dst指数回升。太阳风速于27日17:00UT达到第二个高峰619km/s，Kp指数达第二个峰值，Dst指数在此时略有降低，说明此时处于地磁亚暴，对高纬的地磁影响较大。此后，太阳风速度持续下降，至8月30日午后降低为400km/s以下，IMF-Bz分量基本平稳，地磁Dst，Kp指数逐渐恢复为地磁平静范围。综上所述，此次大磁暴事件经过19-20日的太阳日冕物质抛射和冕洞高速流向日地空间中发射大量粒子，经过4-5d，太阳风携带高能粒子和南向星际磁场至地球磁层，发生磁重联后，大量能量注入地球，从而产生25-26日的大地磁暴(Dst≤-100)，随后持续有中等磁暴1d(-100＜Dst≤-50)，小磁暴2d(-50＜Dst≤-30)，至8月30日基本恢复正常。
谷/span为研究磁暴期间全球电离层TEC的变化情况，本文选取70°W，20°E，120°E分别代表美洲扇、欧洲-非洲扇区和东亚-澳洲扇区，并绘制不同纬度的时序变化图。如图2所示，全球电离层TEC出现明显的不对称现象，北半球TEC含量整体高于南半球，中高纬度地区最明显。在磁暴主相期间，美洲扇区和东亚-澳洲扇区日间电离层TEC出现明显的正相扰动，处于夜间的欧洲-非洲扇区扰动并不显著。在恢复相期间，北美扇区白天和夜间都出现了的负相扰动，而南美扇区均为正扰。东亚-澳洲扇区和欧洲-非洲扇区的低纬度地区出现明显的正相扰动。中高纬度地区响应不显著，这可能是电离层背景较弱，电离层TEC的响应不敏感。
为进一步研究此次磁暴期间电离层的响应，本文采用滑动四分位法的上限和下限作为背景值依次判定71×73个TEC格网的扰动程度，再使用双调和样条插值法将异常值进行加密，该插值方法在曲面插值具有优势性，具体可参照文献[17-18]，文中不再赘述；最后根据插值结果绘制出全球每天12幅全球电离层扰动图，如图3所示，图中黑曲线表示磁赤道，红、蓝虚线表示大致晨昏线，红线以东表示日半球。
为进一步研究此次磁暴期间电离层的响应，本文采用滑动四分位法的上限和下限作为背景值依次判定71×73个TEC格网的扰动程度，再使用双调和样条插值法将异常值进行加密，该插值方法在曲面插值具有优势性，具体可参照文献[17-18]，文中不再赘述；最后根据插值结果绘制出全球每天12幅全球电离层扰动图，如图3所示，图中黑曲线表示磁赤道，红、蓝虚线表示大致晨昏线，红线以东表示日半球。
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