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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 56 毫秒
1.
利用位于海南富克(19.5°N,109.1°E)和广西桂平(23.4°N,110.1°E)两个台站两年多的OH全天空气辉成像仪观测数据,对中国低纬地区的重力波传播统计特征进行了研究.从富克和桂平的气辉成像观测中, 分别提取了65和86个重力波事件.研究结果表明,观测水平波长,观测周期和水平相速度分别集中分布在10~35 km, 4~14 min和20~90 m·s-1范围.重力波传播方向,在夏季表现出很强的东北方向传播.然而,在冬季主要沿东南和西南方向传播. 同时,结合流星雷达风场观测和TIMED/SABER卫星的温度数据,也发现在中层-低热层中传播的大多数重力波表现为耗散传播.且低层-中层大气中背景风场的滤波作用和多普勒频移可能对纬向方向传播的重力波产生的各向异性起到重要的调制作用.然而,经向方向传播的重力波产生的各向异性可能同时被低层大气中波源的非均匀分布以及潮汐变化所影响.  相似文献   

2.
北极地区低平流层惯性重力波的观测研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
南极地区重力波活动有大量报道,相对而言,北极地区重力波的研究还很少.本文利用极区Ny-Alesund站点(78.9°N,11.9°E)无线电探空仪从2012年4月1日到2017年3月31日共5年的观测数据,统计分析了北极地区低平流层惯性重力波的特征.观测显示,月平均纬向风在20 km以下盛行东向风,再随着高度增加,逐渐呈现出半年振荡现象.对流层顶高度在5~13 km范围内变化,其月平均高度显示出年循环,最高出现在夏季,约为10 km,最低出现在冬季,约为8.5 km.对流层和低平流层月平均温度都显示出明显的年周期变化,这与中低纬度观测结果有所不同.结合Lomb-Scargle谱分析和矢端曲线方法,估算了准单色惯性重力波参数.个例研究表明,低平流层惯性重力波呈现出远离源区的自由传播性质.统计结果显示,惯性重力波的水平和垂直波长分别集中在50~450 km和1~4 km范围内,本征频率集中在1~2.5倍惯性频率间,这些值都比中低纬度观测值稍小.垂直方向本征相速度主要集中在-0.3~0 m·s-1,而纬向和经向本征相速度集中在-40~40 m·s-1之间.在5年的观测中,大约91.5%的惯性重力波向上传播.在冬季和早春,由于极地平流层极涡活动,激发出向下传播的惯性重力波,因此,向下传播的比例上升到相应月份的20%左右.由于低层大气盛行的东向风的滤波效应,低平流层大部分惯性重力波向西传播.波能量呈现出明显的年周期变化,最大值在冬季、最小值在夏季,与北半球中低纬度观测结果一致,表明北半球重力波活动普遍冬季强、夏季弱.  相似文献   

3.
本文利用中国科学院空间科学与应用研究中心的瑞利激光雷达首次观测到了平流层地形重力波活动的现象,并结合美国国家环境预报中心(NCEP)的全球预报系统(GFS)的风场数据分析了该地形重力波的基本参数.与惯性重力波相比较,地形重力波的密度扰动没有下传的相位,在同一高度上,其扰动相位保持不变.北京空间科学与应用研究中心瑞利激光雷达自2012年开始观测实验以来,已经观测到多起地形重力波活动事件.本文以2013年11月11日的观测数据为例,研究北京上空的地形重力波活动,并结合GFS风场数据分析了北京上平流层地形重力波的波长、传播方向、传播速度等参量.通过分析得到在2013年11月11日北京上空存在一列传播方向为北偏西52.4°,水平波长为5.5km,平均垂直波长约为6.0km的地形重力波.  相似文献   

4.
利用GPS网观测反射海啸波引发的电离层扰动   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
唐龙  郭博峰  郑凯 《地球物理学报》2017,60(5):1643-1649
震中产生的海啸波传播到海岸或者遇到水下障碍时会发生反射,从而形成反射海啸波.本文利用稠密的日本GEONET网,首次在电离层扰动图中观测到2011年3月11日Tohoku地震引发的反射海啸波信号.观测到的电离层扰动与海平面的反射海啸波具有相似的波形、水平速度、方向、周期以及到达时间等传播特征,表明观测的电离层扰动为反射海啸波所引起,本文的观测结果表明反射海啸产生的大气内重力波也能向上传播到电离层与等离子体作用.  相似文献   

5.
利用位于中国中纬地区6个OH气辉成像仪2012年1月至2013年12月两年的观测数据,我们研究分析了重力波传播特征.结果表明重力波的水平波长、观测周期和水平相速度分别主要分布于10~35km,4~12min和30~100m·s-1范围.夏季,重力波主要沿极向方向传播.然而,冬季,他们有向赤道方向和平行于赤道方向的传播趋势.同时,我们结合TRMM卫星和ECMWF数据,发现在夏季重力波的北向传播趋势可能主要由观测台站南方的对流活动导致.然而,对流层顶附近的急流可能在冬季重力波的主要传播方向方面做出较大贡献.分析结果也表明,低层-中层大气背景风的滤波效应仅在夏季与中国中纬地区重力波纬向传播方向各向异性吻合较好.  相似文献   

6.
为了分析台风这类强对流诱发平流层重力波的过程,本文利用中尺度数值模式WRF-ARW(V3.5)和卫星高光谱红外大气探测器AIRS数据对2011年第9号强热带气旋"梅花"的重力波特征进行了分析.首先,针对模式输出的垂直速度场资料的分析表明,台风在对流层各个方向上几乎都具有诱发重力波的能量,而在平流层内则呈现出只集中于台风中心以东的半圆弧状波动,且重力波到达平流层后其影响的水平范围可达1000km.此外,平流层波动与对流层雨带在形态、位置以及尺度上均具有一定的相似性.其次,对风场的分析结果表明,不同高度上波动形态的差异主要是由于重力波垂直上传的过程中受到了平流层向西传的背景风场以及风切变的调制作用,揭示了重力波逆着背景流垂直上传的特征.随后,基于FFT波谱分析的结果表明,"梅花"诱发的平流层重力波水平波长中心值达到了1000km,周期在15~25h,垂直波长主要在8~12km.最后,利用AIRS观测资料分析了平流层30~40km高度上的大气波动,得到了与数值模拟结果相一致的半圆弧状波动.对比结果也验证了WRF对台风诱发平流层重力波的波动形态、传播方向、不同时刻扰动强度的变化以及影响范围的模拟效果.此外,也揭示了多资料的结合对比有助于更加全面地了解台风诱发平流层重力波的波动特征.  相似文献   

7.
采用二维可压缩大气中重力波非线性传播的数值模式, 研究了重力波与潮汐之间的非线性相互作用. 结果表明, 重力波在潮汐背景中传播时, 先后在z = 75~85, z = 90~110和z = 15~130 km 3个高度上发生不稳定. 垂直波长首先由12 km变成27 km左右, 新生成的长波逐渐被压缩并再次生成20 km左右的长波. 长波和短波出现的高度分别对应于反向和同向背景风场区域的高度. 在重力波主要的破碎区域(90~110 km)以上, 仍有部分重力波继续上传. 重力波在上传过程中除了对背景风场加速之外, 还增大了潮汐的振幅, 特别是在重力波发生不稳定之后, 对潮汐振幅的放大作用更加明显.  相似文献   

8.
HWM07模式风场在高度60~100km的精度及建模初步研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
HWM07模式是一个应用广泛的国际标准参考大气风场模式,其在航天飞行器的设计阶段具有重要作用.因此,研究该模式风场精度具有重要意义,本文以廊坊中频雷达的风场资料(2014—2016年)为基准,利用偏差、绝对差、相关系数、相对偏差和Lomb-Scargle周期图方法,研究HWM07模式风场在高度60~100km的精度,最后,对本文建立的60~100km风场预报模型(UV_(DerM)模型)精度进行分析.结果表明,在高度60~100km范围内,(1)HWM07模式的纬向风偏差、绝对差、相关系数、相对偏差的平均值分别为14.0039 m·s-1、34.4750 m·s-1、0.1832、-75.4822%,经向风偏差、绝对差、相关系数、相对偏差的平均值分别为-2.0019m·s-1、25.3689m·s-1、0.1442、-88.9980%;经向风、纬向风的统计特征均与高度、季节有密切关系;(2)Lomb-Scargle周期图结果表明,中频雷达、HWM07模式风场在同一高度层显著(通过90%显著性检验)含有的波周期及功率谱存在较明显差异,不同高度、不同季节显著含有的波周期和功率谱也存在明显差异;(3)在高度86~92km,准全日潮汐波、准半日潮汐波分别在冬季、夏季的HWM07模式风场变化特征中为主要作用,而对中频雷达风场变化特征起主要作用的大气波动特征与高度、季节有关;(4)相对于HWM07模式风场,由UVDerM模型得到的纬向风更接近实况资料,但经向风无改进效果.  相似文献   

9.
一次冰雹过程的惯性重力波观测及数值模拟   总被引:7,自引:1,他引:6       下载免费PDF全文
使用高灵敏度的电容式微压波传感器对1998年4月11日16时发生在贵州省普定县的一次降冰雹过程的重力波进行观测,利用WRF(Weather Research and Forecast)中尺度模式对这一过程进行数值模拟,使用Morlet小波方法对模拟结果进行分析,得出这一过程中惯性重力波的分布和变化规律,并分析急流、地形及切变线对惯性重力波的影响.观测发现:在降冰雹前,每隔1~4小时出现一次短周期重力波阵性增强的现象.数值模拟结果显示:在低空降冰雹前几个小时有强的短周期重力波出现,其中周期较长的出现早、存在时间长,周期较短的出现晚、存在时间短;强的低空急流和风速垂直切变触发对流或湍流的发生和加强,对流或湍流又激发了80~200 min的短周期重力波;短周期重力波更容易向垂直方向传播,而长周期重力波倾向于水平方向传播.长周期重力波在降冰雹后周期有明显变短现象,随高度越加明显.由地形形成的重力波在最高山峰上空振幅最大.  相似文献   

10.
利用激光雷达测量重力波三维结构   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
激光雷达观测得到的密度、温度等数据被广泛应用于大气重力波研究.瑞利激光雷达可以获取激光路径上的大气密度、温度数据.对于大气中的三维波动而言,单条路径上的观测参量能提取得到的波动信息有限.本文首先以单色重力波为例,分析了利用激光雷达直接观测三维波动结构的可行性.激光雷达垂直观测即可得到重力波的垂直波长,当激光雷达以一定的天顶角斜向测量时,所得到的波长包含了重力波的垂直波长以及水平波长信息.因此,利用激光雷达同时以三个方向(垂直、向南(天顶角30°)以及向西(天顶角30°))测量,可以提取得到重力波的垂直波长和水平波长.本文利用中国科学院国家空间科学中心研制的车载532nm瑞利激光雷达的经向系统和纬向系统同时以不同的指向角观测大气重力波,对利用激光雷达获取三维波动结构的方法进行了分析研究.本文给出了北京地区激光雷达观测重力波的诸多案例,分析了30~60km高度范围内北京地区大气重力波的垂直及水平波长信息.并以2017年11月7日观测的准单色重力波为例,结合再分析资料的风场数据,分析了该重力波的水平波长,垂直波长及传播方向等信息.  相似文献   

11.
The influence of background winds and energy attenuation on the propagation of atmospheric gravity waves is numerically analyzed. The gravity waves, both in the internal and ducted forms, are included through employing ray-tracing method and full-wave solution method. Background winds with different directions may cause ray paths of internal gravity waves to be horizontally prolonged, vertically steepened, reflected or critically coupled, all of which change the accumulation of energy attenuation along ray paths. Only the penetrating waves propagating against winds can easily reach the ionospheric height with less energy attenuation. The propagation status of gravity waves with different periods and phase speeds is classified into the cut-off region, the reflected region and the propagating region. All the three regions are influenced significantly by winds. The area of the reflected region reduces when gravity waves propagate in the same direction of winds and expands when propagating against wind. In propagating region, the horizontal attenuation distances of gravity waves increase and the arrival heights decrease when winds blow in the same direction of gravity waves, while the attenuation distances decrease and the arrival heights increase when gravity waves propagate against winds. The results for ducted gravity waves show that the influence of winds on waves of lower atmospheric modes is not noticeable for they propagate mainly under mesosphere, where the wind field is relatively weak. However, strong winds at thermospheric height lead to considerable changes of dispersion relation and attenuation distance of upper atmospheric modes. Winds against the wave propagating direction support long-distance propagation of G mode, while the attenuation distances decrease when winds blow in the same direction of the wave. The distribution of TIDs observed by HF Doppler array at Wuhan is compared with the simulation of internal gravity waves. The observation of TIDs shows agreement with our numerical calculations.  相似文献   

12.
The characteristics of different-scale acoustic gravity waves (wavelengths of 100–1200 km, periods of 10–50 min) under different geophysical conditions have been studied using a numerical model for calculating the vertical structure of these waves in a nonisothermal atmosphere in the presence of an altitudedependent background wind and in a situation when molecular dissipation is taken into account. It has been established that all considered acoustic gravity waves (AGWs) effectively reach altitudes of the thermosphere. The character of the amplitude vertical profile depends on the AGW scales. The seasonal and latitudinal differences in the AGW vertical structure depend on the background wind and temperature. A strong thermospheric wind causes the rapid damping of medium-scale AGWs propagating along the wind. Waves with long periods to a lesser degree depend on dissipation in the thermosphere and can penetrate to high altitudes. A change in the geomagnetic activity level affects the background wind vertical distribution at high latitudes, as a result of which the AGW vertical structure varies.  相似文献   

13.
大气重力波产生的大尺度赤道电离层扰动   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
本文研究了大气重力波产生的大尺度赤道电离层扰动的性质.当重力波的传播方向与磁场方向倾斜相交时,重力波在F区产生行进电离层扰动.当重力波垂直于磁场传播时,能触发等离子体Rayleigh-Taylor不稳定性,形成大尺度赤道扩展F不均匀体.重力波引起的扩展F主要出现于晚上,行进电离层扰动则可能出现于任何时间.本文建立了行进电离层扰动和大尺度赤道扩展F的统一理论模型,深入全面地揭示了电离层扰动的性质.  相似文献   

14.
Observations of wave-driven fluctuations in emissions from the OH Meinel (OHM) and O2 Atmospheric band were made with a narrow-band airglow imager located at Adelaide, Australia (35S, 138E) during the period April 1995 to January 1996. Simultaneous wind measurements in the 80–100 km region were made with a co-located MF radar. The directionality of quasi-monochromatic (QM) waves in the mesopause region is found to be highly anisotropic, especially during the solstices. During the summer, small-scale QM waves in the airglow are predominately poleward propagating, while during winter they are predominately equatorward. The directionality inferred from a Stokes analysis applied to the radar data also indicates a strong N–S anisotropy in summer and winter, but whether propagation is from the north or south cannot be determined from the analysis. The directionality of the total wave field (which contains incoherent as well as coherent features) derived from a spectral analysis of the images shows a strong E–W component, whereas, an E–W component is essentially absent for QM waves. The prevalence of QM waves is also strongly seasonally dependent. The prevalence is greatest in the summer and the least in winter and correlates with the height of the mesopause; whether it is above or below the airglow layers. The height of the mesopause is significant because for nominal thermal structures it is associated with a steep gradient in the Brunt-Väisälä frequency that causes the base of a lower thermospheric thermal duct to be located in the vicinity of the mesopause. We interpret the QM waves as waves trapped in the lower thermosphere thermal duct or between the ground and the layer of evanescence above the duct. Zonal winds can deplete the thermal duct by limiting access to the duct or by negating the thermal trapping. Radar measurements of the prevailing zonal wind are consistent with depletion of zonally propagating waves. During winter, meridional winds in the upper mesophere and lower thermosphere are weak and have no significant effect on meridionally propagating waves. However, during summer the winds in the duct region can significantly enhance ducting of southward propagating waves. The observed directionality of the waves can be explained in terms of the prevailing wind at mesopause altitudes and the seasonal variation of distant sources.  相似文献   

15.
Recent investigations of atmospheric gravity waves (AGW) and travelling ionospheric disturbances (TID) in the Earth’s thermosphere and ionosphere are reviewed. In the past decade, the generation of gravity waves at high latitudes and their subsequent propagation to low latitudes have been studied by several global model simulations and coordinated observation campaigns such as the Worldwide Atmospheric Gravity-wave Study (WAGS), the results are presented in the first part of the review. The second part describes the progress towards understanding the AGW/TID characteristics. It points to the AGW/TID relationship which has been recently revealed with the aid of model-data comparisons and by the application of new inversion techniques. We describe the morphology and climatology of gravity waves and their ionospheric manifestations, TIDs, from numerous new observations.  相似文献   

16.
风垂直切变对中尺度地形对流降水影响的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
赵玉春  王叶红 《地球物理学报》2012,55(10):3213-3229
针对长江中下游中尺度地形特点以及暴雨过程发生发展期间风垂直切变的主要观测特征,设计了一系列中尺度地形的三维理想数值试验,分析了干大气地形流和重力波特征,探讨了条件不稳定湿大气地形对流降水的模态分布,在此基础上研究了圆形、直线风垂直切变和切变厚度对中尺度地形对流降水强度和模态分布的影响.结果发现:在 Fr≈1的干大气条件下,气流遇到地形后分支、绕流和爬升现象同时存在,地形激发的重力波在水平和垂直方向上传播,其在迎风坡、背风坡、地形上游和下游的振幅不同,并组织出不同强度的垂直上升运动.在Fr > 1的条件不稳定湿大气下,地形对流降水主要存在三种模态,即迎风坡和背风坡准静止对流降水以及地形下游移动性对流降水,地形对流降水的形成与重力波在低层组织的上升运动密切相关.风垂直切变对地形对流降水的强度和模态分布有重要作用,其中圆形风垂直切变(风随高度旋转)不仅影响地形下游对流降水系统的移动方向,而且影响迎风坡和背风坡山脚处对流降水中心的分布和强度;直线风垂直切变(风随高度无旋转)主要影响地形对流降水的移动速度和强度.风随高度自下而上顺(逆)时针旋转,地形对流系统向下游传播时向右(左)偏移.风垂直切变主要通过影响地形重力波的结构和传播以及对流系统的形成、移动方向和速度,来影响地形对流降水的模态分布,其中对流层中低层的风垂直切变对地形对流降水强度和模态分布有重要影响.  相似文献   

17.
Radar measurements at Aberystwyth (52.4°N, 4.1°W) of winds at tropospheric and lower stratospheric heights are shown for 12–13 March 1994 in a region of highly curved flow, downstream of the jet maximum. The perturbations of horizontal velocity have comparable amplitudes in the troposphere and lower stratosphere with downward and upward phase propagation, respectively, in these two height regions. The sense of rotation with increasing height in hodographs of horizontal perturbation velocity derived for hourly intervals show downwards propagation of energy in the troposphere and upward propagation in the lower stratosphere with vertical wavelengths of 1.7 to 2.3 km. The results indicate inertia-gravity waves propagating in a direction similar to that of the jet stream but at smaller velocities. Some of the features observed contrast with those of previous observations of inertia-gravity waves propagating transverse to the jet stream. The interpretation of the hodographs to derive wave parameters has taken account of the vertical shear of the background wind transverse to the direction of wave propagation.  相似文献   

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