电离层除了规律的周期变化以外，还有各种原因导致的扰动变化。这些扰动变化改变了电离层的正常形态，给电波传播带来显著的影响，产生吸收、折射、色散等各种效应，使得电波的频率、相位等参数发生改变。为保证短波通信、卫星通信等系统的正常运行，对电离层进行专门的扰动效应观测成为必需。由对电离层电波传播效应的直接监测，直观快速地给出扰动的影响程度。电离层扰动效应监测的手段多种多样，下面介绍几种常用的监测手段。

电离层吸收测量

　　
　　电离层对电波会有吸收现象，主要发生在低电离层D区（60-100km）。由于D区电子密度较低，中性分子的数密度很大，当电波穿过D区时，电子通过碰撞把能量转移给了中性分子，从而使电波能量损失于介质中，这就是电波的吸收现象。电波吸收现象在无线电通信特别是在中短波段（300kHz-30MHz）有极其重要的意义。考虑到在D区中的吸收随频率的减小而增加，短波通信总是使用尽可能高的频率，即靠近MUF的频率。
　　
　　宇宙噪声吸收法是一种常用的电波吸收效应的测量方法。它是通过测量从深空到地面的无线电噪声强度来监测电离层吸收的状况。我国的南极中山站设立了成像式宇宙噪声接收机（又称电离层相对浑浊仪）来进行极区的电离层吸收测量。

图1 南极中山站成像式宇宙噪声接收机 记录电离层对宇宙噪声的二维吸收变化

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　　 随着神舟十号于2013年6月26日在内蒙古安全着陆，中国顺利完成了第五次载人航天任务。2013年是第24太阳活动周的峰年，神舟十号任务期间的空间环境如何？中科院空间环境预报中心又是如何为其保驾护航的呢？

风云突变的空间环境

　　
　　影响神舟十号发射运行安全与航天员安全的轨道空间环境主要是大气环境、高能辐射环境和流星体环境等。其中大气环境和高能辐射环境的变化主要受太阳活动与地磁活动的制约。太阳活动是近地空间环境的扰动源，大的太阳爆发活动直接影响近地空间环境，如产生的太阳质子事件会引起高能辐射环境变化，给航天器和宇航员造成辐射伤害；日冕物质抛射引发的地磁暴会使高层大气密度迅速上升，导致低轨道上航天器的阻力增加，从而改变航天器的正常运行轨道，增大航天器定轨及轨道预测的误差。

图1 神舟十号成功发射

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　　北京时间6月28-29日ACE卫星观测到行星际磁场分量Bz长时间持续南向，最大达到-12nT。受此影响，地球磁场发生强烈扰动，截至29日17:00，有12小时达到磁暴水平，其中有3小时达到大磁暴水平（Kp=7）。

图1 2013年6月29日发生大地磁暴

　　根据行星际磁场南向分量的发展趋势，预计地磁扰动仍将持续1-2天。

　　 2013年5月中旬和下旬，活动区1748和1745先后爆发了大太阳风暴。不过，活动区1748爆发时位于日面东边缘，而活动区1745爆发时位于日面西边缘，两次大爆发活动都不朝向地球，没给地球带来太大的麻烦。在5月份，地球连续躲过了两次太阳风暴的正面袭击，让人不得不感叹太阳风暴对人类的“厚爱”。然而，如果两次大爆发活动都是朝向地球爆发，结果又会如何呢？下次地球还会这么幸运吗？

事件的回顾

　　
　　1748活动区爆发：2013年5月中旬，“沉寂”数月的太阳突然发力，1748活动区在13-15日相继爆发了4次X级耀斑（图1），并且均伴随有强烈的日冕物质抛射（CME）。不过，由于1748活动区在爆发的时候，位置偏于日面东边缘，爆发并不朝向地球方向，其喷发的大量物质和能量绝大部分偏离了地球，一小拨到达地球的物质仅仅引起了小太阳质子事件和小地磁暴。

图1 活动区AR1748爆发的耀斑和CME以及引起的太阳质子事件和地磁暴

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　　6月4日大于2MeV 高能电子日积分通量达到1.3E+09 个/cm²·sr·day，这是继5月27-31日发生中等高能电子暴之后，再次发生中等高能电子暴。

　　受慢速CME和冕洞高速流共同影响，5月31日-6月2日地磁发生扰动。之后，地球同步轨道高能电子通量开始快速上升，大于2MeV高能电子日积分通量在6月2-3日超过小高能电子暴阈值（1.0E+08个/cm²·sr·day），4日超过中等高能电子暴阈值（1.0E+09 个/cm²·sr·day）。受其影响，中高轨道卫星高能辐射环境水平增加，深层充电概率上升。

　　预计高能电子暴还将持续3天左右。

图1 2013年6月4日再次发生中等高能电子暴