電離層是地球高層大氣的一個電離區(qū)域，受太陽高能輻射及宇宙線的激勵產(chǎn)生自由電子和正負(fù)離子，處于部分電離或完全電離的狀態(tài)，有著復(fù)雜的時空變化，既包含由太陽活動性控制的氣候?qū)W變化，也包括外部能量在短時間內(nèi)注入所引起的擾動行為。開展電離層結(jié)構(gòu)反演技術(shù)的研發(fā)及其時空演化特征分析，是我國應(yīng)對新的太陽活動周期和地震大形勢變化，有效防范空間天氣和地震災(zāi)害的迫切需求，對保障我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家安全具有重要意義。

　　中國地震局地震預(yù)測研究所等單位綜合利用地基磁場、地基電離層、掩星、衛(wèi)星原位探測等多種觀測數(shù)據(jù)，發(fā)展了電離層電磁結(jié)構(gòu)的正反演技術(shù)，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演技術(shù)、氣候?qū)W模式計算技術(shù)及電離層電導(dǎo)率正演計算技術(shù)等，搭建形成高精度的電離層等效電流體系、電導(dǎo)率結(jié)構(gòu)、電離層特征參量氣候?qū)W經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ郊爸袊鴧^(qū)域電離層預(yù)測模型，獲得了全球上空電離層等效電流體系結(jié)構(gòu)及其逐日和逐時變化、電離層電導(dǎo)率實(shí)時圖像、不同高度電離層特征參量氣候?qū)W時空演化等。通過正反演擬合建立電離層結(jié)構(gòu)演化特征與空間天氣活動指數(shù)之間的關(guān)聯(lián)，為空間天氣預(yù)警技術(shù)的發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和空間電離層響應(yīng)模型。

　　通過研究電離層背景的演化過程，針對多個強(qiáng)震開展了地震監(jiān)測應(yīng)用研究，為進(jìn)一步優(yōu)化電離層背景參數(shù),提取可靠的異常擾動信息提供了技術(shù)支撐。同時,正反演模型的搭建，為建立地基和空基電離層擾動的傳播耦合過程奠定了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)，為深化圈層耦合機(jī)理模型,尤其是電磁波傳播模型,提供了更為可靠的電離層特征參量數(shù)據(jù)和約束條件，在空間天氣監(jiān)測和地震監(jiān)測應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。

　　（該研究成果獲得2021年度防震減災(zāi)科學(xué)成果獎二等獎）