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電離層閃爍指數

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電離層閃爍指數分布圖

電離層閃爍是指當無線電波訊號穿過電漿濃度分布不均勻的小尺度結構後,造成所接收到的訊號強度或相位出現快速變化的現象。無線電波的閃爍現象通常可用S4指數進行量化,該指數是根據訊號強度在一段時間內的變化來計算閃爍的程度。

臺灣及臺灣鄰近地區產品是利用氣象署地震測報中心建置的全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System, GNSS)地面接收站接收GNSS訊號後進行計算,顏色表示電離層閃爍指數的強度,位置為衛星訊號至地面接收站在高度300公里的投影座標。臺灣目前約有100多個GNSS地面測站遍布於全臺各地,因此當這些測站同時接收到同一顆衛星的訊號時,觀測點便會在圖上投影出臺灣形狀的分布。

全球範圍產品圖是利用福衛七號電離層掩星觀測資料進行計算後,再提取資料區間位在電離層F層範圍內(200-400公里)的閃爍指數最大值。產品上資料點的顏色與大小表示電離層閃爍指數的強度,位置為該筆掩星觀測的切點座標。

當電離層中的電漿結構中出現不規則體而產生密度分布不均勻的情況時,容易導致無線電波訊號在穿透電離層時產生偏折,使得電波訊號的強度出現衰減或強弱不定的現象,因此稱之為電離層閃爍現象。嚴重的閃爍現象會讓電波訊號無法順利被接收,造成衛星資料在傳輸過程中缺漏部分內容,或是讓導航系統無法鎖定衛星訊號,使定位結果出現偏差甚至是無法定位;輕度到中度的閃爍現象也可能會造成通訊干擾或降低定位結果的準確性和可信度。

由於訊號閃爍程度與無線電波的頻率有關,以衛星定位常用的頻率範圍而言,當閃爍指數大於0.2的時候,就表示電波訊號可能會受到干擾,並隨著閃爍指數的數值升高而增加被影響的程度,因此可透過電離層閃爍指數的高低和分布來評估訊號通過電離層時受到影響的可能程度。

資料來源為台灣資料分析中心(TACC)中央氣象署地震測報中心。如有需要臺灣GNSS測站原始數據檔案,可至中央氣象署臺灣地震與地球物理資料管理系統取得。如有需要福衛七號電離層掩星閃爍指數的原始數據檔案,可至台灣資料分析中心(TACC)「福衛七號-TDPC」中的電離層產品,下載scn1c2或scnLv2進一步處理與分析使用。

資料圖檔可直接下載但禁止改作,同時也避免用於商業性活動使用。