中高层大气波动与全球温度场、风场研究论文

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1、中高层大气波动及全球温度场、风场研究THESTUDYOFATMOSPHEIUCWAVESAND1’HEDIST甜BUTIoNOFTEI仰ER／钢兀丁I≈E，WINDINM匣SoSPHEREANDLO、ⅣERTHERMOSPHERE博士后姓名姜国英流动站(一级学科)名称地球物理学专业(二级学科)名称空间物理学研究工作起始时间2007年7月研究工作期满时间2009年11月中国科学院空间科学与应用研究中心CenterforSpaceScienceandAppliedResearch，ChineseAcademy

2、ofSciences，BeijingJuly2009目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1ABSTRACT．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．：；第一节引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5§1．1中高层大气平均状态简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5§1．1．1中高层大气温度场结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5§1．1．2中高层大气风场结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6§1．1．3中高层大气成分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7§1．2中高层大气中的行星波与潮汐波⋯⋯⋯⋯⋯．．8§1．2．1行星

3、波⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8§1．2．2潮汐波⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘⋯9§1．3GSWM模式、HWM模式和MSIS模式⋯⋯⋯⋯．10§1．4本文工作的主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11第二节一次6．5日波事件的地基雷达联合观测分析⋯⋯⋯⋯12§2．1中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12§2．2工作背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．12§2．3原文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13第三节北半球低纬度8小时潮汐分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．26§3．1中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．26§3．2工作背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．

4、．26§3．3原文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26第四节我国海南上空中高层大气潮汐风场的首次观测分析⋯⋯38§4．1摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38§4．2引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38§4．3富克流星雷达及数据分析方法介绍⋯⋯⋯⋯⋯39§4．3．1富克流星雷达⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．39§4．3．2数据及数据分析方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．40§4．4分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．40§4．4．1周日潮、半日潮观测结果⋯；⋯⋯⋯⋯⋯41§4．4．2周日潮、半日潮观测结果与GSWM02模式的比较⋯⋯44§4

5、．4．3平均风场观测结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46§4．5结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．47第五节平流层一低热层大气温度场、风场的卫星观测研究⋯⋯48§5．1摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．48§5．2引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．48§5．3数据分析方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．50§5．3温度场重构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．50§5．4风场重构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51§5．4温度重构结果及其与模式比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯53§5．5风场重构结果及其与模式比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯57§5．6小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59第

6、六节工作总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．60§6．1工作总结．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．60§6．2工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63附录博士后期间发表及完成的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．75摘要大气风场和温度场的研究是认识中高层大气各种物理和化学过程的重要途径。本文基于位于中低纬度的地基雷达探测的风场和SABER／TIMED卫星探测的温度和压强，研究了中高层大气中的行星波、潮汐波及全球温度场、风场的分布。主要分析结果如

7、下：利用经纬度分布不同的六台地基雷达的风场观测，分析并讨论了2003年4．5产月份期间中间层．低热层大气强6．5日行星波的波源问题。研究结果表明：2003年4．5月份中高层大气的6．5日波的全球结构基本与理论上的Rossby(1，-2)本征模波动结构一致，只是波动纬向分量的幅度峰值出现在北半球低纬度而不是赤道地区(理论上峰值区域)o这一现象可能的原因是，在真实大气中，6．5日波在北半球的传播遭遇了等压／斜压不稳定性，大气的不稳定性对6．5日波的振幅起到放大作用。利用Maui流星雷达(20．75N，156．

8、43W)探测的风场数据，研究了低纬地区中间层．低热层大气中的8小时潮汐波的随高度和季节的变化。分析结果表明，8小时潮汐是Maui中间层．低热层大气中明显而有规律的波动特征，波动的经向分量明显大于纬向分量。8小时潮汐经向分量的幅度呈现半年变化的特征，峰值出现在接近春秋分的月份；然而，纬向分量的幅度没有半年变化。分季8小时潮汐的垂直波长≥54km。利用海南富克(19．5N，109．1E)流星雷达观测的2009年春季近三个月的风场数