偶发E层(The Sporadic-E layer)是指出现在电离层E层底部(90-120km高度范围)且持续数小时呈不均匀分布的高电子密度薄层，主要由金属离子构成。偶发E层经常出现在中高纬地区，并不偶发，其电子密度有时能超过电离层F层峰值电子密度。这么高的电子密度足以影响无线电波的传播，其重要性不可忽视。因此，人们一直关注偶发E层，并不断探究其物理特性及形成机制。

在中纬地区，基于密集的GNSS接收机及星载雷达等观测，偶发E层呈带状结构，尺度可达上千公里，并常常沿南北方向运动。然而，在高纬地区尤其是极盖区，由于观测数据稀缺，偶发E层的分布特征几乎空白。在形成机制上，中纬地区偶发E层主要由中性风剪切作用汇聚。但在高纬地区，由于磁力线近乎垂直而导致中性风剪切作用明显减弱与复杂的动力学过程，偶发E层的形成过程就变得异常复杂，缺乏统一认识。因此，全面拓展极盖区偶发E层的物理特性，明确其引起的TEC扰动及闪烁特征非常必要。

利用位于北美极盖区的Resolute台站的非相干散射雷达、测高仪、全天空成像仪及GNSS接收机等多种设备的联合观测，我们初步探讨了极盖区偶发E层的物理特性及其引起的TEC扰动及电离层闪烁特征。我们(Yong Wang、P.T. Jayachandran、Q.-H. Zhang等)基于Resolute台站的非相干散射雷达、测高仪及GNSS接收机等观测数据，首次详细分析了极盖区偶发E层事件（如图1所示）。首先，基于非相干散射雷达观测，我们找寻了多个极盖区偶发E层事件；其次，基于单个事件详细分析了这一不均匀体的水平分布特征；然后，分别估算了基于雷达的TEC扰动及GPS TEC扰动，并开展对照分析（如图2、3所示）；最后，初步涉及了极盖区偶发E层引起的电离层闪烁特征。这一工作全面深化了我们对极盖区偶发E层的认知，仍需进一步明确是否引起电离层闪烁。该项研究结果已被Remote Sensing接受（状态：Pending English）。文章题目: A case study of Polar Cap Sporadic-E layer associated with TEC variations。

以上工作主要由山东大学空间科学研究院（王勇、张清和等人）、加拿大University of New Brunswick（P.T. Jayachandran、David Themens等人）等单位研究人员合作完成。感谢Calgary大学、madrigal database、CHAIN等提供的观测数据。作者感谢中国博士后科学基金、国家自然科学基金及山东省自然科学基金等资助。

图1. Resolute台站两种雷达观测图（横轴时间，纵轴高度），CADI栏：测高仪观测的4.0MHz回波信号；RISR栏：非相干散射雷达观测的电子密度剖面。

图2. 多波束非相干散射雷达电子密度剖面估算TEC值，沿视线方向积分高度范围95-~110km。

图3. 地面接收机观测的TEC扰动及电离层闪烁值，上部：GPS PRN19，下部：GPS PRN18，（a/g）斜向TEC，（b/h）TEC扰动，观测值减去平滑值，（c/d/i/j）GPS原始信号滤波处理，（e/f/k/l）滤波处理后计算得到闪烁指数。