海嘯所引發的大氣重力波之傳播特性研究

《海嘯所引發的大氣重力波之傳播特性研究》是依託南京航空航天大學，由余永輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海嘯所引發的大氣重力波之傳播特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：余永輝
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

本項目計畫對海嘯所引發的大氣重力波進行數值模擬，擬揭示此類重力波在中高層大氣中的傳播特性以及大氣電離層對其之回響。大氣重力波普遍存在於大氣層中並通常會從大氣的低層向大氣的中高層傳播。產生大氣重力波的波源通常有雷暴颶風，地震，海嘯，雲層熱效應等等自然和氣候變化。海底地震或火山噴發所引起的海嘯，會激發一種在大洋面上穿行的長波，被科學界定性為淺水重力波，其波長遠大於水的深度，其傳播速度較快。而強烈的海嘯所引發的大氣重力波，在傳播至大氣電離層之後所引起的波擾跡象已被日本科學家用全球定位系統探測發現。本項目通過數值模擬可對海嘯所引發的大氣重力波之傳播特性有更好的了解，為今後在大氣電離層探測到此類重力波提供支持，也為海嘯的離岸探測開闢新的套用前景。擬解決的科學問題：（一）海嘯是如何激發大氣重力波的；（二）如何數值模擬此類重力波在中高層大氣中的傳播；（三）大氣電離層中的離子是如何對此類重力波產生回響的。

結題摘要

項目數值模擬海嘯所引發的大氣重力波在中高層大氣中的傳播特性以及大氣電離層對其的回響。主要研究內容：（一）海嘯是如何激發大氣重力波的；（二）如何數值模擬此類重力波在中高層大氣中的傳播；（三）大氣電離層中的離子是如何對此類重力波產生回響的。重要結果：依據日本全球定位系統地球觀測網(GPS Earth Observation Network, GEONET)所實施的針對2011年日本海嘯的觀測結果，運用二維非線性即時模型數值模擬海嘯所引發的大氣重力波，始於海平面且上行傳播至大氣中高層，並且模擬其在電離層中的動力與化學耦合。關鍵數據及其科學意義：2011年日本海嘯最早電離層的大氣重力波擾跡象出現在震中西和西北向，時間約為震後一小時，格林威治時間6：38分至6：52分。電離層大氣重力波擾跡象的模擬到達時間和方向與日本GEONET觀測的電子總含量（Total Electron Content, TEC）大氣重力波擾動的到達時間和方向恰相吻合，這一模擬結果與成因分析成為中國科研人員針對日本海嘯較早且較為重要的研究成果之一。