极区电离层存在多种大中尺度电子密度不均匀体，如：暴时密度增强结构/舌状电离区、极盖区等离子体云块等等。这些不均匀体一般在日侧形成，可能从极隙区进入极盖区，然后随着对流结构从日侧向夜侧进行跨极盖运动，最后在夜侧离开极盖区进入极光椭圆，再向阳回流。在形成、运动过程中，这些较大尺度的不均匀体会在多种不稳定性机制作用下破碎成尺度更小的不均匀体。而这些更小尺度的不均匀体就与电离层闪烁密切相关了。因此，关注、追踪这些较大尺度不均匀体的形成机制及演化特征尤为重要。一直以来，人们利用极区电离层多种观测设备开展研究，如：多种雷达、卫星、全天空成像仪、地面接收机等等。但由于这些不均匀体尺度较大且运动区域广阔，局部观测无法窥探全貌。

随着全球导航卫星的发展，地面接收机的组网观测大大拓展了观测范围和观测时间。随着地面接收机越来越密集，全球GPS 总电子含量(TEC)的数据量越来越丰富。为了更好的利用连续观测的全球GPS TEC开展研究，我们(王勇、张清和、马羽璋等)基于全球GPS TEC分布图(如图1所示)开发了总电子含量概要图(TEC keogram)。首先，我们详细介绍了TEC keogram的创建方法(参见图2)；随后，利用这一新开发的工具，在极区电离层中探测到多种较大尺度不均匀体并与TEC map及国际超级双子极光雷达观测网Rankin Inlet雷达(SuperDARN RKN雷达)观测进行详细对照(详见图3)，验证了TEC keogram的有效性；基于TEC keogram，我们进一步估算了极盖区等离子体云块跨极盖运动的平均速度，这与SuperDARN RKN雷达观测及前人报道较为一致。在此基础上，我们统计了2015年极盖区等离子体云块的出现情况，研究了等离子体云块发生率在不同月份、行星际磁场条件及世界时上的出现规律。我们发现随着南向行星际磁场的增强等离子体云块的运动速度不断变大(图4c)。这一工作便于我们快速找寻极区电离层大尺度不均匀体，有助于开展事件及统计研究，深入探索各不均匀体的形成机制及演化特征，从而更好为全球通讯导航提供服务。

该项研究结果已在Journal Geophysics Research- Space Physics(JGR-Space Physics)发表(Wang Yong, Zhang Qing-He, Y.-Z. Ma et al., 2020)。感谢madrigal website和SuperDARN提供的观测数据。该研究受ISSI-BJ项目、国家自然科学基金和山东省自然科学基金等资助。文章链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019JA027020

图1. 北极地区GPS TEC分布图。磁纬度(MLat)-磁地方时(MLT)坐标系，上方为日侧，左侧为昏侧。基于TEC值及其空间梯度，沿着12MLT-0MLT方向，洋红色实线圆圈标出暴时密度增强结构，洋红色虚线圆圈标出极盖区等离子体云块，黑色虚线圆圈标出极盖区大致边界，黄色虚弧线标出极光椭圆赤道向边界，黑色虚弧线展示了中纬槽区的赤道向边界。

图2. TCE keogram示意图。横轴为世界时，纵轴为MLat。图中第一栏为MLT12-0方向，第二栏表示MLT15-3方向，第三栏沿着MLT9-21方向。洋红色横虚线标出暴时密度增强结构，红色反实线及黑色字母标出运动到极盖区的等离子体云块。

图3. 极盖区等离子体云块TEC keogram与SuperDARN RKN雷达观测对照。(a) TEC keogram中沿MLT12-0方向时间序列图，(b)-(c) SuperDARN RKN雷达提供的回波强度及回波速度。

图4. TEC keogram统计的2015年极盖区等离子体云块跨极盖运动所需时间对行星际磁场三分量的依懒性，(a) IMF Bx，(b) IMF By，(c) IMF Bz。