《熱層大氣潮汐波和行星波的非相干散射雷達鏈研究》是依託武漢大學，由龔韻擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：熱層大氣潮汐波和行星波的非相干散射雷達鏈研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：龔韻
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大氣潮汐波和行星波是大氣能量、動量和耦合的重要驅動源。人們對在中層以及低熱層區域內傳播的潮汐波和行星波的傳播過程有了比較好的了解。然而受觀測技術限制，人們對120 km以上高度潮汐波和行星波的理解十分有限。本項目利用全球非相干散射雷達的觀測數據並結合美國大氣研究中心的TIME-GCM模型數據對在地球大氣從90到350公里的高度範圍內傳播的潮汐波和行星波進行研究。在研究中重點分析潮汐波的各個諧波分量，準兩天行星波，以及遷移和非遷移潮汐波的垂直結構，傳播特性以及激發機制；潮汐波和行星波的緯度變化以及季節性變化等。該項目的研究有利於我們全面了解潮汐波和行星波在熱層中的物理機制、遷移和非遷移潮汐波的特性、熱層潮汐波和行星波與背景大氣的相互作用過程以及潮汐波和行星波對高層大氣能量交換的影響。
結題摘要
項目的背景： 大氣潮汐波和行星波是大氣能量、動量和耦合的重要驅動源。人們對在中層以及低熱層區域內傳播的潮汐波和行星波的傳播過程有了比較好的了解。然而受觀測技術限制，人們對120 km以上高度潮汐波和行星波的理解十分有限。本項目利用全球非相干散射雷達的觀測數據並結合美國大氣研究中心的TIME-GCM模型數據對在地球大氣從90到350公里的高度範圍內傳播的潮汐波和行星波進行研究。 主要研究內容： 揭示熱層高度周期為24, 12, 8和6小時潮汐波的垂直結構和基本參數特徵。揭示熱層潮汐波的緯度變化和季節性變化特性，以及這種特性對於背景大氣的影響。辨明熱層潮汐波與背景大氣的相互關係；探尋熱層潮汐波對於大氣能量傳輸與交換的影響以及熱層大氣與電離層的耦合過程。 重要結果 （1）揭示了低緯度熱層周期為24,12,8和6小時潮汐波的垂直結構，以及它們的短時變化，並且討論了它的激發機制。 （2）首次揭示了在低緯度電離層E層和F層活動的潮汐波以及背景經向風對SSW事件的回響。發現了在SSW發生期間，不同緯度間，中高層大氣和電離層的耦合過程。 （3）通過數值模擬以及觀測數據揭示了Arecibo上空偶發E層的形成過程。我們分析並討論了潮汐波，雙極擴散，流星消融注入以及化學複合這幾個機制對於電離層E層離子垂直分布的影響。 （4）利用Arecibo雷達的觀測數據，由離子動量方程出發，我們推導出了一種基於觀測數據直接獲取E層垂直電場的方法。並用此方法驗證了雷達探測電離層領域中廣泛套用的一個有關電場的重要假設。（5）我們利用Arecibo雷達觀測站的觀測數據，分析了電離層離子溫度對2010年SSW的回響。研究發現，離子溫度的擾動與8小時大氣潮汐波有很強的相關性。 關鍵數據及其科學意義 （1）通過課題的研究，揭示了低緯度熱層潮汐波的垂直結構和激發機制，對於低緯電離層建模有非常大的幫助。 （2）課題通過潮汐波在SSW期間的研究，揭示了低緯潮汐波對高緯平流層突然增溫的回響，建立了低緯與高緯耦合的關係。 （3）課題將潮汐波動與電離層垂直結構想聯繫，發現8小時潮汐波動對離子溫度的影響，首次證明了模式研究的結論。
