地球物理学报  2020, Vol. 63 Issue (4): 1308-1317   PDF    
基于GNSS数据的朝鲜核爆电离层效应观测研究
刘祎1, 周晨1, 张雪芹2, 梁睿2, 刘欣2, 赵正予1     
1. 武汉大学电子信息学院电离层实验室, 武汉 430072;
2. 国民核生化灾害防护国家重点实验室, 北京 102205
摘要:本文分析了电离层对2009年、2013年和2016年朝鲜核试验中地下核爆(Underground Nuclear Explosion,UNE)的响应.利用南北半球IGS站的GNSS-TEC观测数据,发现了在3次核试验期间的磁共轭电离层扰动现象.观测结果表明,3次UNE所产生的电离层扰动分别以228 m·s-1、173 m·s-1和147 m·s-1的速度从核试验爆心地区径向传播.本文研究提出,UNE所产生的电离层TEC扰动是岩石圈-大气层-电离层耦合(Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling,LAIC)电场渗透到电离层高度引发电动力学过程的结果.此外,LAIC电场可以沿磁力线映射到共轭半球,从而在共轭地区造成电离层TEC扰动.因此,在核试验地区附近以及其对应的磁共轭地区,UNE所产生的LAIC电场在电离层TEC扰动的形成中起着关键性的作用.
关键词: 磁共轭电离层扰动      LAIC电场      电动力学过程     
GNSS observations of ionospheric disturbances in response to the underground nuclear explosion in North Korea
LIU Yi1, ZHOU Chen1, ZHANG XueQin2, LIANG Rui2, LIU Xin2, ZHAO ZhengYu1     
1. Ionospheric Laboratory, School of Electronic Information, Wuhan University, Wuhan 430072, China;
2. State Key Laboratory of NBC Protection for Civilian, Beijing 102205, China
Abstract: We analyze the effects of the Underground Nuclear Explosion (UNE) on the ionosphere by the nuclear tests of North Korea in 2009,2013 and 2016. Observational data from IGS stations in both the north and south hemispheres reveal geomagnetic conjugate ionospheric TEC disturbances during the three nuclear tests. These signals propagated radially from the UNE epicenter at velocities 228 m·s-1,173 m·s-1 and 147 m·s-1,respectively. This study suggests that the UNE-generated ionospheric TEC disturbances are caused by the LAIC (Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling) electric field or electric current penetration through the electrodynamic process. Moreover,the LAIC electric field or electric current can be mapped along the magnetic field lines and consequently cause ionospheric TEC disturbances in the conjugate regions. Therefore,the LAIC electric field or electric current generated by UNE play a critical role in the formation of ionospheric TEC disturbances in the vicinity of the nuclear test site and the corresponding geomagnetic conjugate regions.
Keywords: Geomagnetic conjugate ionospheric TEC disturbances    LAIC electric field    Electrodynamic process    
0 引言

太阳活动、地震、台风以及海啸等各种自然现象都会引起电离层的扰动,此外,人类活动同样会引起电离层响应.与地震等自然现象相似,地下核爆(Underground Nuclear Explosion,UNE)同样可以作为电离层的扰动源.目前,对于UNE的监测主要依赖于全球地震台网等地基探测手段(Zhao et al., 2008Che et al., 2009范娜等,2013田有等,2015谢小碧和赵连锋,2018).然而地基观测并不能完全识别UNE事件,更多的观测方式需要被应用到UNE的监测中.近年来,随着探测设备的增多和探测技术的改进,越来越多的学者集中于利用无线电探测方式包括全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)直接探测各种自然现象对电离层的影响(Artru et al., 2005Kong et al., 2018; Tao et al., 2017).因此,GNSS探测手段同样可以应用到观测UNE引起的电离层扰动现象.

基于GNSS-TEC的观测数据,Park等(2011)报道了在2009年5月25号朝鲜核试验中由UNE所引起的相速度约为273 m·s-1的行进式电离层扰动(Traveling Ionospheric Disturbances,TIDs).Park等(2011)认为,UNE发生期间会产生大气声重波(Acoustic Gravity Waves,AGWs),AGWs向上传播到电离层中进而产生TIDs.

虽然Park等(2011, 2013)已经讨论了UNE引起电离层扰动的原因,但是UNE电离层响应的物理机制仍然需要进一步的研究.与地震电离层响应相似,UNE电离层响应同样可以用岩石圈-大气层-电离层耦合(Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere Coupling,LAIC)解释.目前的研究表明对LAIC机理的解释主要集中在两个方面.其中,一方面为AGWs理论(Liu et al., 2016Maruyama et al., 2016).研究表明,由地震或者UNE产生的AGWs具有比较大的垂直方向的群速度分量,传播到电离层高度,通过中性粒子和等离子体的相互作用,从而产生TIDs和电磁扰动(Mikhailov et al., 2000Huang, 2011Ren et al., 2012).然而,AGWs机制并不能完全解释所有与地震和UNE有关的电离层扰动现象,特别是磁共轭地区的电离层异常扰动.Ruzhin等(1998)利用卫星数据发现地震电离层foF2异常扰动出现了共轭效应.他们认为地震引起的异常电场渗透进电离层是造成磁共轭地区电离层异常扰动的主要原因.Pulinets等(2000)Sorokin等(2001)提出了岩石圈-大气层-电离层电场耦合模型.他们提出在地震发生期间,地表岩石破裂引发的一系列复杂物理化学反应(氡气辐射以及p-hole电离等)会显著地增加地表附近的电离辐射现象.一方面会在地表附近电离出大量的自由离子,另一方面会调制低层大气的电导率分布.同时,这些离子会附着在气体或液体分子上形成大量的带电气溶胶.在重力以及垂直对流等的作用下,带电气溶胶会向上传输并在低层大气中形成附加电流,从而将会显著地增加了大气层-电离层耦合电路中的传导性电流.并最终在电离层高度上形成了异常的电场扰动,产生了E×B漂移进而造成了等离子体的扰动(Xu et al., 2011Zhao and Hao, 2015).Sorokin等(2005)求解出了地震引起了异常电场值,结果表明,地表附加电流造成的电离层异常电场理论上可以达到mV·m-1的量级.Zhou等(2017)进一步发展了LAIC电场穿透模型.模拟结果表明,在中纬度地区,LAIC电场可以渗透到400 km.此外,刘祎等(2018)结合LAIC电场渗透模型和SAMI2模型模拟了震前地震引起的异常电场对电离层的影响.模拟结果表明了LAIC电场可以沿着高电导率磁力线直接映射到磁共轭点进而造成磁共轭地区的电离层电场扰动,最终通过E×B漂移运动导致了磁共轭区域的TEC异常现象,这与观测结果是一致的(Zhang et al., 2009Li and Parrot, 2017).

在本文的研究中,通过利用GNSS南北半球磁共轭地区的观测数据,分析和讨论2009年5月25号,2013年2月12号以及2016年1月6号3次朝鲜地下核试验期间UNE的电离层响应以及LAIC电场渗透的影响.

1 数据源

本文采用了2009年、2013年和2016年朝鲜地下核试验发生期间东亚地区和澳大利亚地区的IGS(International GNSS Service)站的观测数据.朝鲜地下核试验发生地点和南北半球IGS观测站的位置如图 1所示.

图 1 朝鲜地下核试验发生地点和IGS观测站位置 红色星号代表UNE发生地点,红色和蓝色正方形代表北半球和南半球的IGS观测站位置. Fig. 1 Map showing locations of North Korea UNE and IGS stations The position of North Korea UNE is represented by red asterisk. The red and blue squares indicate the positions of IGS stations in north and south hemispheres.

为了排除GPS信号噪声和多径效应的干扰,采用双频载波相位观测数据计算斜向电离层总电子含量(Slant Total Electron Content, STEC),STEC数据时间分辨率约为30 s.本文中假定电离层穿透点高度(Ionospheric Pierce Point height, IPP height)为350 km.图 2给出了2009年5月25号世界时01:00—05:00之间的CHAN站PRN26卫星的STEC的观测结果.由于STEC主要受到电离层日变化等的影响,因此为了探测UNE引起的电离层密度扰动,需要去除STEC的背景趋势.在本文中,我们采用三阶中心差分处理方法来获得UNE引起的微小电离层扰动.首先给出一阶中心差分方程为

(1)

图 2 2009年5月25号世界时01:00—05:00之间的CHAN站PRN26卫星的STEC的观测结果 Fig. 2 Time series of STEC observed by CHAN station using satellite PRN 26 between 01:00—05:00 UT on May 25, 2009

式中si表示第i个STEC数据点,δsi表示为STEC的一阶中心差分.n分别为STEC的观测数.

图 3a给出了一阶差分处理结果.从图 3a中可以看出STEC的背景趋势被去除,同时在2 h、2.7 h以及4.5 h处的小幅度扰动被观测到.然而我们并不能确定小幅度的STEC波动是有意义的信号还是背景噪声,因此需要对结果进行重复差分处理.公式(2)给出了二阶中心差分方程:

(2)

图 3 2009年5月25号CHAN站PRN26卫星观测到的STEC的处理结果 (a)一阶中心差分;(b)二阶中心差分;(c)三阶中心差分;(d)小波去噪后. Fig. 3 Time sequences of derivatives of STEC observed by CHAN station using satellite PRN 26 between 01:00—05:00 UT on May 25, 2009 (a) 1-order derivatives; (b) 2-order derivatives; (c) 3-order derivatives; (d) Wavelet de-noised 3-order derivatives.

式中δsi、δδsi分别表示为STEC的一阶、二阶中心差分,m为STEC一阶中心差分的观测数.

图 3b给出了二阶差分处理结果.对比一阶差分处理结果,2h处的扰动被放大,而其他时间点的扰动并没有明显的变化.利用二阶差分扰动序列,三阶中心差分方程可表示为

(3)

式中δδsi、δδδsi分别表示为STEC的二阶、三阶中心差分,l为STEC二阶中心差分的观测数.

图 3c给出了三阶差分处理结果.在图 3c中2h处的扰动被进一步放大,因此,三阶中心差分方法可以用来放大STEC序列中有价值的波动分量.与其他方法相比,三阶中心差分方法可以提取出短周期小幅度的电离层扰动,去除多径效应、背景噪声等的影响.因此,在本文中采用三阶中心差分方法提取UNE引起的电离层STEC扰动.

此外,为了进一步去除STEC扰动序列中的背景噪声,选择harr小波进行去噪处理,harr的小波函数和尺度函数为

(4)

(5)

图 3d给出了小波去噪后的结果.从图 3d中可以看出,经过小波去噪后,图 3c中背景噪声被完全去除掉,只保留了有价值的波动分量.

2 结果分析

基于中国地震台网中心的观测结果,3次朝鲜地下核试验发生地点大致位于(41.35°N,129.11°E),发生时间分别为2009年5月25号00:54:42.8 UTC、2013年2月12号02:57:53 UTC和2016年1月6号01:30:01 UTC.为了排除地磁活动对电离层扰动的影响,图 4给出了2009年、2013年和2016年朝鲜地下核试验发生当天DST分布,从图 4中可以看出在3次朝鲜核试验发生当天并没有明显的地磁活动现象.

图 4 2009年、2013年和2016年朝鲜地下核试验发生当天DST变化 红线表示地下核试验发生时间. Fig. 4 Variations of DST on 25 May 2009, 12 February 2013 and 6 January 2016 The red lines indicate the explosive time.

图 5给出了2009年、2013年和2016年朝鲜地下核试验发生期间南北半球IGS站观测到STEC的三阶中心差分扰动序列.从图 5中可以看出在朝鲜核试验发生后3个小时之内南北半球不同的IGS站都观测到了明显的短周期STEC扰动.此外,各个IGS站所观测到STEC扰动峰值出现的时间是不一致的,表明UNE产生的电离层扰动存在着一定的传播速度.

图 5 2009年、2013年和2016年朝鲜地下核试验发生期间中南北半球IGS站观测到STEC的三阶中心差分扰动序列 蓝线代表小波去噪后的STEC的三阶中心差分序列,黑线代表GPS信号仰角,红线表示地下核试验发生时间. Fig. 5 Time sequences of 3-order derivatives of carrier phase derived STEC by GNSS observations at IGS stations in both hemispheres on 25 May 2009, 12 February 2013 and 6 January 2016 The time sequences of wavelet de-noised 3-order derivatives of STEC are represented by blue lines. The black lines indicate the GPS signal′s elevation between the GNSS satellite and IGS stations. The red lines indicate the explosive time.

图 6给出了3次朝鲜地下核试验发生期间南北半球IGS站观测到STEC扰动序列对应的IPPs轨迹.从图 6中可以看出UNE产生的电离层扰动以某一特定速度径向传播.为了获得电离层扰动的传播速度,基于UNE-IPPs之间的水平距离和传播时延,可以利用线性拟合估算出电离层扰动的水平传播速度.图 7给出了3次朝鲜地下核试验发生期间不同IGS站观测到的电离层扰动与UNE的水平距离-时差分布.通过求解图 7中拟合曲线的斜率k,进而可以得到UNE产生的电离层扰动水平速度vh的表达式为vh=1/k.从图 7中我们可以得到3次UNE产生的电离层扰动水平速度约为228 m·s-1、173 m·s-1和147 m·s-1.

图 6 2009年、2013年和2016年朝鲜地下核试验发生期间中STEC扰动对应的IPPs轨迹 红线代表北半球IGS站观测到的STEC扰动对应的电离层穿刺点轨迹,蓝线代表南半球IGS站观测到的STEC扰动对应电离层穿刺点轨迹的磁共轭位置,红色三角形代表北半球观测到的STEC扰动序列中最大扰动值对应的穿刺点位置,蓝色三角形代表南半球观测到的STEC扰动序列中最大扰动值对应穿刺点的磁共轭位置. Fig. 6 IPPs tracks of STEC derivatives in the UNE events The IPPs tracks obtained by IGS stations in the northern hemisphere are represented by red lines. The magnetic conjugate locations of the IPPs tracks obtained by IGS stations in the southern hemisphere are represented by blue lines. The red triangles indicate the locations of the maximum amplitudes of STEC derivatives in the northern hemisphere. The blue triangles indicate the geomagnetic conjugate locations of the maximum amplitudes of STEC derivatives in the southern hemisphere.
图 7 2009年、2013年和2016年朝鲜地下核试验发生期间中不同IGS站观测到的电离层扰动与UNE的水平距离-时差分布 黑线代表最小二乘法得到的拟合曲线,灰色虚线代表 95%置信区间的边界,红色三角形代表北半球观测到的STEC扰动序列中最大扰动值对应的穿刺点位置,蓝色三角形代表南半球观测到的STEC扰动序列中最大扰动值对应穿刺点的磁共轭位置. Fig. 7 Horizontal distance-time difference for the UNE-generated ionospheric disturbances in three UNE events The fitting curve obtained by the least square method is represented by black line. The gray lines represent the boundaries of 95% confidence intervals. The red and blue triangles indicate same meanings as in Fig. 6.
3 讨论

利用2009年、2013年和2016年朝鲜核试验附近以及其磁共轭区域的GNSS-TEC观测数据,我们发现了UNE产生的电离层扰动现象.本文采用三阶中心差分方法得到电离层TEC的扰动项,根据TEC扰动的出现时间和传播特性判断其扰动源.研究表明,在3次朝鲜核试验事件发生后3个小时之内,核试验区域附近以及其对应的磁共轭地区观测到了比较明显的TEC扰动现象,这和Park等(2011)的观测结果是一致的.

在前人的研究中,AGWs理论可以很好的解释UNE或者地震造成的大气和电离层扰动现象(Che et al., 2009Garrison et al., 2010Yang et al., 2012).Klimenko等(2011)提出了在地震活动期间,小尺度的大气内重力波(Internal Gravity Waves, IGWs)通过传播和耗散过程可以产生电离层扰动现象.然而,AGWs机制并不能解释图 5中磁共轭地区的观测结果,因为机械波(比如AGWs)并不能从一个半球传播到另一个半球.

最近的研究表明LAIC静电耦合机制同样可以解释地震的电离层响应.Gousheva等(2008, 2009)和Zhang等(2014)利用INTERCOSMOS-BULGARIA-1300卫星和DEMETER卫星的观测数据发现了在地震活动期间的电离层的电场扰动现象.Pulinets等(2000)建立了LAIC的准静电模型,模拟结果表明地震引发的异常电场可以渗透进电离层高度造成电离层的TEC扰动现象.此外,Liu等(2011)报道了地震中心地区和其对应的磁共轭地区的TEC增强现象,观测结果表明地震所引发的异常电场渗透到电离层高度并且沿着磁力线映射到磁共轭区域通过E×B漂移过程造成磁共轭地区的电离层扰动现象.Otsuka等(2002, 2004)利用全天空成像仪同时观测到了磁共轭点处的中尺度TID扰动.研究表明,和MSTID产生有密切关联的极化电场可以沿着磁力线映射到共轭半球区域.因此,图 5中的电离层扰动的磁共轭效应同样可以通过UNE产生的电场渗透机制来解释.我们的研究结果证明了在2009年、2013年和2016年的朝鲜地下核试验中观测到的UNE电离层响应是由LAIC电场机制造成的而不是AGWs理论.

图 6图 7看出UNE产生的电离层扰动以大约228 m·s-1、173 m·s-1和147 m·s-1的速度径向传播.LAIC电场可以分别被大致估算为12 mV·m-1、9 mV·m-1和8 mV·m-1.这些结果和Zhang等(2014)给出的地震产生的电场量级是一致的.

此外,UNE引起的电离层响应的时间尺度和地震电离层响应的时间尺度是不一致的.基于中国西藏地区和尼泊尔地区的IGS观测站,Kong等(2018)报道了2015尼泊尔地震期间持续时间为15~20 min的TEC扰动现象.然而,从图 5可以看出,3次朝鲜地下核试验期间UNE引起的TEC扰动的持续时间都在5 min以内.因此,基于GNSS探测手段,可以进一步区分天然地震和UNE事件.

4 结论

在本文的研究中,我们呈现了2009年、2013年和2016年的朝鲜地下核试验期间的磁共轭地区GNSS-TEC的观测结果.主要的结论如下:

(1) UNE发生后在南北半球的IGS站都观测到比较明显的短周期的TEC扰动现象.根据扰动出现的时间和IPPs的位置,UNE所引发的电离层扰动以大约228 m·s-1、173 m·s-1和147 m·s-1的速度径向传播.

(2) UNE所产生的电离层TEC扰动是由LAIC电场渗透造成的而不是AGWs引起的.UNE期间产生的异常电场渗透进电离层中,并且通过电动力学过程造成核试验地区附近及其共轭区域的等离子体扰动.

(3) 天然地震和UNE引起的电离层响应的持续时间是不一致的,基于时间尺度上的差异,可以明显的区分地震和UNE事件.

致谢  本文所用的GNSS-TEC数据来自武汉大学IGS数据中心(http://www.igs.gnsswhu.cn/index.php/Home/DataProduct/igs.html),在此表示衷心的感谢!
References
Artru J, Ducic V, Kanamori H, et al. 2005. Ionospheric detection of gravity waves induced by tsunamis. Geophysical Journal International, 160(3): 840-848. DOI:10.1111/j.1365-246X.2005.02552.x
Che I Y, Kim T S, Jeon J S, et al. 2009. Infrasound observation of the apparent North Korean nuclear test of 25 May 2009. Geophysical Research Letters, 36(22): L22802. DOI:10.1029/2009GL041017
Fan N, Zhao L F, Xie X B, et al. 2013. Measurement of Rayleigh-wave magnitudes for North Korean nuclear tests. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 56(3): 906-915. DOI:10.6038/cjg20130319
Garrison J L, Yang Y M, Lee S C. 2010. Observations of ionospheric disturbances coincident with North Korean underground nuclear tests. American Geophysical Union, Fall Meeting 2010. AGU.
Gousheva M, Danov D, Hristov P, et al. 2008. Quasi-static electric fields phenomena in the ionosphere associated with pre-and post-earthquake effects. Natural Hazards and Earth System Sciences, 8(1): 101-107. DOI:10.5194/nhess-8-101-2008
Gousheva M, Danov D, Hristov P, et al. 2009. Ionospheric quasi-static electric field anomalies during seismic activity in August-September 1981. Natural Hazards and Earth System Science, 9(1): 3-15. DOI:10.5194/nhess-9-3-2009
Huang Q H. 2011. Retrospective investigation of geophysical data possibly associated with the MS8.0 Wenchuan earthquake in Sichuan, China. Journal of Asian Earth Sciences, 41(4-5): 421-427. DOI:10.1016/j.jseaes.2010.05.014
Klimenko M V, Klimenko V V, Karpov I V, et al. 2011. Simulation of Seismo-Ionospheric Effects Initiated by Internal Gravity Waves. Russian Journal of Physical Chemistry B, 5(3): 393-401. DOI:10.1134/S1990793111030109
Kong J, Yao Y B, Zhou C, et al. 2018. Tridimensional reconstruction of the Co-Seismic Ionospheric Dsturbance around the time of 2015 Nepal earthquake. Journal of Geodesy, 92(11): 1255-1266. DOI:10.1007/s00190-018-1117-3
Li M, Parrot M. 2017. Statistical analysis of the ionospheric ion density recorded by DEMETER in the epicenter areas of earthquakes as well as in their magnetically conjugate point areas. Advances in Space Research, 61(3): 974-984. DOI:10.1016/j.asr.2017.10.047
Liu J Y, Chen C H, Sun Y Y, et al. 2016. The vertical propagation of disturbances triggered by seismic waves of the 11 March 2011 M9.0 Tohoku earthquake over Taiwan. Geophysical Research Letters, 43(4): 1759-1765. DOI:10.1002/2015GL067487
Liu J Y, Le H, Chen Y I, et al. 2011. Observations and simulations of seismoionospheric GPS total electron content anomalies before the 12 January 2010 M7 Haiti earthquake. Journal of Geophysical Research:Space Physics, 116(A4): A04302. DOI:10.1029/2010JA015704
Liu Y, Zhou C, Zhao Z Y, et al. 2018. Seismo-ionospheric disturbance based on LAIC electric field penetration and SAMI2 simulation. Earthquake (in Chinese), 38(1): 74-83. DOI:10.3969/j.issn.1000-3274.2018.01.007
Maruyama T, Yusupoy K, Akchurin A. 2016. Ionosonde tracking of infrasound wavefronts in the thermosphere launched by seismic waves after the 2010 M8.8 Chile earthquake. Journal of Geophysical Research:Space Physics, 121(3): 2683-2692. DOI:10.1002/2015JA022260
Mikhailov Y M, Mikhailova G A, Kapustina O V. 2000. VLF effects in the outer ionosphere from the underground nuclear explosion on Novaya Zemlya island on 24 October, 1990 (INTERCOSMOS 24 satellite data). Physics and Chemistry of the Earth, Part C:Solar, Terrestrial & Planetary Science, 25(1-2): 93-96.
Otsuka Y, Shiokawa K, Ogawa T, et al. 2002. Geomagnetic conjugate observations of equatorial airglow depletions. Geophysical Research Letters, 29(15): 1753. DOI:10.1029/2002GL015347
Otsuka Y, Shiokawa K, Ogawa T, et al. 2004. Geomagnetic conjugate observations of medium-scale traveling ionospheric disturbances at midlatitude using all-sky airglow imagers. Geophysical Research Letters, 31(15): L15803. DOI:10.1029/2004GL020262
Park J, Helmboldt J, Grejner-Brzezinska D A, et al. 2013. Ionospheric observations of underground nuclear explosions (UNE) using GPS and the Very Large Array. Radio Science, 48(4): 463-469. DOI:10.1002/rds.20053
Park J, Von Frese R R B, Grejner-Brzezinska D A, et al. 2011. Ionospheric detection of the 25 May 2009 North Korean underground nuclear test. Geophysical Research Letters, 38(22): L22802. DOI:10.1029/2011GL049430
Pulinets S A, Boyarchuk K A, Hegai V V, et al. 2000. Quasielectrostatic model of atmosphere-thermosphere-ionosphere coupling. Advances in Space Research, 26(8): 1209-1218. DOI:10.1016/S0273-1177(99)01223-5
Ren H X, Chen X F, Huang Q H. 2012. Numerical simulation of coseismic electromagnetic fields associated with seismic waves due to finite faulting in porous media. Geophysical Journal International, 188(3): 925-944. DOI:10.1111/j.1365-246X.2011.05309.x
Ruzhin Y Y, Larkina V I, Depueva A K. 1998. Earthquake precursors in magnetically conjugated ionosphere regions. Advances in Space Research, 21(3): 525-528. DOI:10.1016/S0273-1177(97)00892-2
Sorokin V M, Chmyrev V M, Yaschenko A K. 2001. Electrodynamic model of the lower atmosphere and the ionosphere coupling. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 63(16): 1681-1691. DOI:10.1016/S1364-6826(01)00047-5
Sorokin V M, Chmyrev V M, Yaschenko A K. 2005. Theoretical model of DC electric field formation in the ionosphere stimulated by seismic activity. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 67(14): 1259-1268. DOI:10.1016/j.jastp.2005.07.013
Tao D, Can J B, Battiston R, et al. 2017. Seismo-ionospheric anomalies in ionospheric TEC and plasma density before the 17 July 2006 M7.7 south of Java earthquake. Annales Geophysicae, 35(3): 589-598. DOI:10.5194/angeo-35-589-2017
Tian Y, Liu Y L, Liu C, et al. 2015. Comparative study on seismological characteristics of 2009 and 2013 nuclear explosions in North Korea. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 58(3): 809-820. DOI:10.6038/cjg20150311
Xie X B, Zhao L F. 2018. The seismic characterization of North Korea underground nuclear tests. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 61(3): 889-904. DOI:10.6038/cjg2018L0677
Xu T, Hu Y L, Wu J, et al. 2011. Anomalous enhancement of electric field derived from ionosonde data before the great Wenchuan earthquake. Advances in Space Research, 47(6): 1001-1005. DOI:10.1016/j.asr.2010.11.006
Yang Y M, Garrison J L, Lee S C. 2012. Ionospheric disturbances observed coincident with the 2006 and 2009 North Korean underground nuclear tests. Geophysical Research Letters, 39(2): L02103. DOI:10.1029/2011GL050428
Zhang X, Shen X, Liu J, et al. 2009. Analysis of ionospheric plasma perturbations before Wenchuan earthquake. Natural Hazards and Earth System Science, 9(4): 1259-1266. DOI:10.5194/nhess-9-1259-2009
Zhang X, Shen X, Zhao S, et al. 2014. The characteristics of quasistatic electric field perturbations observed by DEMETER satellite before large earthquakes. Journal of Asian Earth Sciences, 79: 42-52. DOI:10.1016/j.jseaes.2013.08.026
Zhao B Q, Hao Y Q. 2015. Ionospheric and geomagnetic disturbances caused by the 2008 Wenchuan earthquake:A revisit. Journal of Geophysical Research:Space Physics, 120(7): 5758-5777. DOI:10.1002/2015JA021035
Zhao L F, Xie X B, Wang W M, et al. 2008. Regional seismic characteristics of the 9 October 2006 North Korean nuclear test. Bulletin of the Seismological Society of America, 98(6): 2571-2589. DOI:10.1785/0120080128
Zhou C, Liu Y, Zhao S F, et al. 2017. An electric field penetration model for seismo-ionospheric research. Advances in Space Research, 60(10): 2217-2232. DOI:10.1016/j.asr.2017.08.007
范娜, 赵连锋, 谢小碧, 等. 2013. 朝鲜核爆的Rayleigh波震级测量. 地球物理学报, 56(3): 906-915. DOI:10.6038/cjg20130319
刘祎, 周晨, 赵正予, 等. 2018. 基于LAIC电场渗透和SAMI2模拟的地震-电离层扰动现象研究. 地震, 38(1): 74-85. DOI:10.3969/j.issn.1000-3274.2018.01.007
田有, 柳云龙, 刘财, 等. 2015. 朝鲜2009年和2013年两次核爆的地震学特征对比研究. 地球物理学报, 58(3): 809-820. DOI:10.6038/cjg20150311
谢小碧, 赵连锋. 2018. 朝鲜地下核试验的地震学观测. 地球物理学报, 61(3): 889-904. DOI:10.6038/cjg2018L0677