The Earth's Ionosphere, Volume 96, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Michael C. Kelley

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2009-05-19

价格:USD 89.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780120884254

丛书系列:

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Ionosphere
Atmospheric Science
Space Physics
Geophysics
Plasma Physics
Radio Science
Upper Atmosphere
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Space Weather

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具体描述

Although interesting in its own right, due to the ever increasing use of satellites for communication and navigation, weather in the ionosphere is of great concern. Every such system uses trans-ionospheric propagation of radiowaves, waves which must traverse the often turbulent ionosphere. Understanding this turbulence and predicting it are one of the major goals of the National Space Weather program. Acquiring such a prediction capability will rest on understanding the very topics of this book, the plasma physics and electrodynamics of the system.

*Fully updated to reflect advances in the field in the 20 years since the first edition published

*Explores the buffeting of the ionosphere from above by the sun and from below by the lower atmosphere

*Unique text appropriate both as a refence and for coursework.

《地球电离层，卷96，第二版》本书是一部关于地球电离层现象的综合性科学专著，深入探讨了这一至关重要的地球大气层区域的物理过程、形成机制及其对我们技术和社会生活产生的深远影响。本书第二版在前一版本的基础上，进行了全面更新和修订，纳入了近十年来的最新研究成果、观测数据以及理论模型进展，旨在为相关领域的科研人员、工程师、高年级本科生和研究生提供一份最新、最权威的参考资料。电离层的结构与演化：本书开篇详细阐述了地球电离层的基本结构，从最低的D层到最高的存在区域。作者们系统性地介绍了电离层的高度分布、成分组成（包括自由电子、离子、中性粒子等），以及它们随高度、时间和地理位置的变化规律。特别地，本书详细讨论了太阳活动（如太阳黑子、耀斑、日冕物质抛射）如何驱动电离层的产生、变化和剧烈扰动。通过分析不同类型太阳辐射（紫外线、X射线）与大气粒子的相互作用，本书阐明了电离层电子密度和温度等关键参数的形成机理。电离层物理过程的深入剖析：在基础结构之上，本书深入探讨了塑造电离层的各种物理过程。这包括：电离与复合过程：详细解释了太阳辐射如何将大气分子和原子电离，以及自由电子和离子如何重新结合（复合）恢复到中性状态。本书分析了不同区域的电离和复合速率，以及它们如何影响电离层的整体电子密度。动力学过程：重点介绍了驱动电离层物质运动的各种动力学机制，包括由地球磁场引起的粒子漂移、由中性大气风驱动的等离子体运动、以及由全球大气环流和潮汐效应引起的电离层变化。本书还讨论了电离层-热层耦合的重要性，以及低层大气过程如何影响高层大气。化学过程：详细阐述了电离层中的重要化学反应，特别是自由电子、质子、氧离子、氮离子以及自由基等粒子间的相互作用。本书分析了这些化学反应如何影响电离层的成分比例和电子复合效率，并探讨了例如NO+等重要离子的形成和演化。电场与电流：深入研究了驱动电离层电流系统的电场分布以及全球范围内的电离层电流回路。本书详细阐述了日地联系中的过程，例如太阳风与磁层相互作用如何产生驱动电离层巨型电流系统的电场，以及这些电流系统如何影响地球的磁场。电离层与空间天气：本书的一大重点是电离层与空间天气现象的密切联系。它详细介绍了空间天气事件（如地磁暴、电离层暴、太阳耀斑）对电离层的影响，包括：电离层扰动：解释了地磁暴期间电离层电子密度、温度和结构的剧烈变化，以及这些变化如何影响无线电波传播。电离层延迟与散射：深入分析了电离层对GPS、GNSS信号的延迟和散射效应，以及这些效应如何影响导航和定位精度。本书提供了最新的模型和修正方法，以应对这些挑战。无线电通信：详细阐述了电离层对短波通信、超视距雷达以及其他无线电系统的影响，并介绍了优化通信性能的技术。卫星运行：探讨了电离层中的高能粒子和等离子体环境对卫星运行的影响，包括表面充电、内部充电、诱导电流以及大气阻力增加导致的轨道衰减。观测技术与模型：本书还全面介绍了观测电离层的主要手段和分析技术，包括：地面观测：详细介绍了垂直探测仪、倾斜入射仪、GPS接收机网络、地磁仪以及雷达探测技术。空间观测：综述了各种卫星和探空火箭搭载的仪器，如电子密度探头、离子质谱仪、能量粒子探测器、电场和磁场测量仪等。理论模型：深入讨论了用于模拟和预测电离层行为的各种数值模型，包括从基于物理原理的一阶模型到复杂的耦合模型。本书重点介绍了耦合了中性大气、电离层和磁层的全局模型，以及能够模拟特定电离层现象的局部模型。最新进展与前沿研究：作为一本第二版，本书着重更新了近年来在电离层研究领域取得的突破性进展，包括：全球导航卫星系统（GNSS）在电离层监测中的新应用：详细阐述了如何利用全球GNSS接收机数据构建高分辨率的电离层图像，以及其在区域和全球尺度的电离层监测和预报中的作用。人工智能和机器学习在电离层研究中的应用：介绍了如何利用先进的算法和大数据分析技术来识别电离层中的模式，预测空间天气事件，以及改进电离层模型的精度。电离层-热层-磁层耦合的深入理解：结合最新的卫星观测数据和多尺度耦合模型，本书更清晰地描绘了电离层与地球磁层、热层之间的复杂相互作用，以及能量和动量如何在这些区域之间传递。极光区域电离层的特殊性：详细讨论了极光区域电离层的独特物理过程，包括高能粒子沉降、电离层-磁层耦合以及瞬态现象，并介绍了相关的最新观测和理论模型。《地球电离层，卷96，第二版》不仅是一份详尽的参考资料，更是激励下一代科学家和工程师探索地球外层空间奥秘的宝贵指南。本书的出版，将极大地促进我们对地球电离层的理解，并为应对日益严峻的空间天气挑战提供坚实的基础。