在卫星通讯、导航、定位等信息技术飞速发展的今天，作为信息载体的无线电波，给人类的生产、生活带来了极大的便利，但其传播也极易受到其传播媒介（电离层环境）实时状态的影响。当导航卫星或雷达电波信号穿过扰动的电离层结构（不规则体）时，该电波信号的幅度和相位等会出现急剧的扰动变化，严重时甚至会出现信号中断，这便是与人类生活息息相关的典型空间天气现象——电离层闪烁。电离层闪烁在地球赤道和两极地区最为显著，且与太阳活动与地磁水平密切相关，其研究已经成为空间天气和通讯导航等领域的热点课题。

在南北两极地区，由于地球磁力线高度汇聚且垂直进出，来自太阳风的能量和粒子能直接侵入极区高层大气，且日地能量耦合动力学过程能沿磁力线直接映射到极区电离层，在极区电离层引起众多不规则体结构。这些不规则体结构分别分布在极区电离层从亚极光区、极光区到极盖区的广袤区域内，其产生与演化是随机的无法预测和预报。这些不规则体结构的边缘存在很大的密度梯度，它们相互关联、彼此依存，且不同的不规则体伴随着不同的局地动力学过程，因此，这些不规则体结构所产生的闪烁特征极为复杂多变，是一直困扰国际电离层闪烁建模的难题。我们（王勇、张清和等）利用全球分布的GPS地面接收机获取的总电子含量（TEC）和加拿大北极高纬电离层监测网（CHAIN）获取的大范围电离层闪烁监测数据，发展了一套将极区全域电离层TEC和大范围闪烁数据投影到一起以开展大范围对比研究的工具（如图1所示）。利用这一工具，我们对一次磁暴期间极区电离层产生的大尺度不规则体和相应区域的闪烁特征开展了对比研究，以详细分析研究不同电离层不规则体所产生的闪烁特征（如图1所示）。研究发现：各类不规则体的边缘出现了明显的闪烁，但不同的不规则体边缘出现的闪烁特征不尽相同。在亚极光区，相位闪烁很强，且占主导，与电离层对流变化相关；在极光区，幅度闪烁很强，且占主导，由磁层粒子沉降所引起；在极盖区，幅度和相位闪烁相当，均较弱。这是有别于前人理论与观测的全新结果。我们的工作有助于进一步开展极区电离层闪烁现象及其产生机理研究，也将十分有利于开展极区电离层闪烁建模和预报，从而更好为全球通讯导航服务。

该项研究结果已被Geophysical

Research Letters(GRL)接受（Wang Yong, Zhang Qing-He, et al., In

Press, 2016），将于近期发表。该研究受中国973项目、国家自然科学基金和山东省自然科学基金等的资助。

图1.极区全域GPS TEC和电离层闪烁叠加图，图a-d为TEC叠加幅度闪烁，图e-h为TEC叠加相位闪烁。图a中四个星号标出了文中选取的四个特征点的位置，箭头标出了观测到的SED和patch，图a-h中两条黑色曲线线给出了模型获取的极光椭圆的位置。

图2.四个特征区域特征点的TEC及其与参考点的TEC空间梯度、电离层闪烁、SuperDARN雷达视线速度的时间演化图。