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1.
本文利用TIMED卫星搭载的SABER探测仪对全球中间层顶信息进行了研究,包括中间层顶的高度、温度及其季节和纬度变化,并对双中间层顶现象进行了分析.中间层顶的温度约在160～180K之间变化,高度在85～100km内变化,温度和高度都是冬季高夏季低,有着较为一致的变化趋势.中间层顶高纬呈现显著年变化,而低纬和赤道呈现弱的半年变化,南北半球的中间层顶信息有着不对称性.高纬地区的双中间层顶现象十分显著,中间层顶一般会从100km附近迅速降低至85km附近.根据长时间范围内平均的结果显示,北半球的双中间层顶现象在20°N—30°N的中纬范围开始发生,证实了北半球双中间层顶现象不再仅限于极区和中高纬地区.而南半球则仍是在50°S才显著发生双中间层顶现象.我们统计了中高纬地区夏季所有的单个观测剖面并且与当年冬季的平均背景剖面相比较,数据显示,较低的夏季第二中间层顶高度绝大多数比冬季中间层顶低12～16km. 相似文献
2.
本文利用TIMED/SABER 2002年1月至2013年1月共11年的卫星温度探测数据,通过全球网格化及在网格内作数学统计的方法,得到了20~100km高度上全球网格点上温度的平均值和标准差,实现了对临近空间全球大气扰动进行定量刻画的目的.通过定量分析温度标准差的分布特性,文中得到了临近空间大气扰动的全球分布规律,并讨论了与这些分布规律相关的物理过程.结果表明,在20~70km高度上,温度标准差为1~10K,有显著的冬季/夏季的差异,冬季的温度标准差比夏季大;大气重力波扰动是最主要来源,同时大气传播性行星波引起的扰动也是来源之一.在70~100km高度上,温度标准差常年较强,量值为10~30K,冬季/夏季的差异小,低纬地区的温度标准差高于中高纬度地区,呈现许多局地化的小结构.大气重力波是引起该区域大气总扰动量的主要扰动来源,大气潮汐波、传播性行星波(准2天、准6.5天)也有重要贡献. 相似文献
3.
为准确评估基于相对湿度廓线法反演云边界高度的有效性,以CloudSat和CALIPSO联合探测结果为基准,对2008年1月至2009年1月COSMIC无线电掩星和探空仪的云底高与云顶高反演结果进行定量对比验证,结果表明:CloudSat、掩星和探空仪检测到高云的比例差异较大,掩星和探空仪云检测效率相近,但云检测质量掩星优于探空仪,云层沿高度的发生概率同样掩星与CloudSat具有更好的一致性;陆地与海洋地区掩星和探空仪云底高反演精度大于云顶高,且反演精度与云层高度有关,二者对不同类型云的边界高度具有不同的反演优势,云底高发生概率掩星和探空仪与CloudSat都有很好的一致性,但云顶高概率掩星与CloudSat的吻合程度更好;CloudSat云边界高度随纬度升高而减小,其与掩星和探空仪的反演偏差同样是低纬大于中高纬,且具有不同的季节分布特点.此外,三者检测的底层云中低云所占比例从冬季到夏季逐渐减小,顶层云中云顶高于10 km的比例从冬季到夏季却逐渐增加. 相似文献
4.
利用2002~2006年期间SABER/TIMED温度数据综合考察了中心位于120°E,宽度为30°子午圈（东经120°子午圈）内中间层和低热层（MLT）大气的平均热力状态. 季节平均温度的分析结果说明该子午圈中平均温度与用相同数据集建立的纬圈平均温度之间表现出相当好的一致性,但是与国际参考大气CIRA-86温度之间则表现出显著的差异,而对MLT典型温度结构描述不同是导致70 km高度以上出现这种显著差异（20 K以上）的主要原因. 进一步利用逐日数据开展温度梯度诊断确定了中间层顶的位置和温度,在此基础开展考察的结果显示,在夏季,与极区中间层顶高度一致（83 km）的中间层顶稳定地伸展到中纬度（48°N）,而热带和赤道地区中间层顶稳定地维持在97 km高度,形成了“两台阶”中间层顶结构. 逐日分析结果还揭示了中纬度地区夏季中间层顶异常复杂的表现,结果表明在这里可以看到两种位于不同高度的中间层顶,第一种位于83 km并且伴随异常低温,而另一种位于约100 km高度. 虽然基于当前分析结果并利用过去用于解释极区中间层顶“两模态”的理论对有关问题进行了探讨,但是全面理解夏季中纬度中间层顶的复杂表现还有待更深入的研究. 相似文献
5.
本文分析和比较了利用卫星温度资料计算水平风场的方法,包括地转风、梯度风和平衡风的计算方法.以DAAC提供的MLS/UARS 1992年12月份的大气温度数据为例,计算了20～55 km高度范围的地转风、梯度风和平衡风,并与ECMWF提供的ERA-40再分析风场资料作了对比和分析,包括12月16日以及12月月平均风场随纬度-高度的变化、风场随经度-纬度的变化、纬圈平均风场随纬度-高度的变化特征和规律.计算结果表明,利用卫星温度观测数据计算的风场与再分析资料的特征和规律基本一致.计算的地转风在高纬地区比梯度风和平衡风大,在中低纬地区三者的差别较小,随着纬度的增大,曲率项的影响也逐渐增大,在高纬地区不可忽略.平衡风在梯度风的基础上还考虑了大气平流项的影响,能更好地反映风场的变化特征,尤其是高纬地区经向风的变化规律.利用平衡风场的计算结果,文章首次定量地计算了平衡方程中各项的大小和比值,分析了各项的贡献和相对重要性.结果表明,重力位势梯度项的贡献最大,并且随着纬度的增大有升高的趋势;曲率项的贡献随着纬度的增大也有增大的趋势,在高纬度地区的比值超过10%;平流项占有一定的比值,其变化范围相对较大,变化规律比较复杂. 相似文献
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利用2002-2006年期间SABER／TIMED温度数据综合考察了中心位于120°E,宽度为30°子午圈（东经120°子午圈）内中间层和低热层（MLT）大气的平均热力状态．季节平均温度的分析结果说明该子午圈中平均温度与用相同数据集建立的纬圈平均温度之间表现出相当好的一致性,但是与国际参考大气CIRA-86温度之间则表现出显著的差异,而对MLT典型温度结构描述不同是导致70km高度以上出现这种显著差异（20K以上）的主要原因．进一步利用逐日数据开展温度梯度诊断确定了中间层顶的位置和温度,在此基础开展考察的结果显示,在夏季,与极区中间层顶高度一致（83km）的中间层顶稳定地伸展到中纬度（48°N）,而热带和赤道地区中间层顶稳定地维持在97km高度,形成了“两台阶”中间层顶结构．逐日分析结果还揭示了中纬度地区夏季中间层顶异常复杂的表现,结果表明在这里可以看到两种位于不同高度的中间层顶,第一种位于83km并且伴随异常低温,而另一种位于约100km高度．虽然基于当前分析结果并利用过去用于解释极区中间层顶“两模态”的理论对有关问题进行了探讨,但是全面理解夏季中纬度中间层顶的复杂表现还有待更深入的研究． 相似文献
7.
利用气象、电离层和气候卫.星联合观测系统COSMIC掩星2007-2013年探测资料,分析了120°E经线附近电离层E层区域(70~140km)闪烁指数的季节、地方时和空间变化.结果表明强电离层闪烁主要集中在磁纬度±30°内,夏季达到最大,冬季其次,春季最小.闪烁峰值大小与太阳辐射有关,但北半球夏冬季闪烁峰值大于南半球观测结果,秋半球闪烁峰值大于春半球观测结果.地磁高纬地区较强闪烁现象出现在地方时傍晚之后,午夜前后达到最大值.地磁中纬和低纬区域日出后即出现较为明显的闪烁现象,一直持续至夜间甚至凌晨,分别约在中午和傍晚前达到最大值.磁赤道区闪烁现象通常始于地方时日出后,最大值发生在傍晚1800LT左右.电离层E区的闪烁峰值大都集中110km高度,但高纬地区的峰值高度略有降低.此外,太阳和地磁活动的增强一定程度上会抑制E层闪烁现象.相关研究结果有利于分析E层不规则结构及物理形成机制,同时为电离层区域闪烁模型的建立提供有用的信息. 相似文献
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我们采用COSMIC掩星系统提供的2009年1月1日至2010年12月31日的GPS信号信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）的观测数据,通过计算SNR数据的归一化标准差对80~130 km高度范围内的中国内陆偶发E层（Sporadic E,Es）的空间分布以及垂直厚度等特性进行分析研究,获得了Es发生率的空间分布以及发生率随着季节的变化特征.中国内陆30°N纬线以上区域Es分布随季节变化较为明显,夏季最多,秋季次之,春冬季最少,而南部低纬地区发生率水平常年较高.一般情况下Es主要存在于90~110 km高度范围内,但在夏季100 km高度以下探测到了较多的Es事件,且主要表现为多层Es结构,可能是由大气重力波引起Es下行运动所致.Es厚度的分布统计表明：大结构Es的厚度分布在2.5~3 km范围内存在峰值,小结构Es厚度分布峰值出现在150~200 m范围内. 相似文献
9.
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利用无线电掩星探测在平流层具有较高精度和稳定性的优势,本文采用COSMIC资料验证我国风云3号(FY-3)系列卫星上微波温度探测仪(MWTS)通道4表征的平流层低层测量结果.两年的FY-3A/3B上MWTS通道4观测亮温与掩星数据模拟的亮温相比较分析表明:两颗卫星平台上MWTS通道4观测亮温都偏高,尤其在热带地区和极区夏季;FY3A/3B上MWTS通道4亮温偏差的月均值变化趋势较为一致,两个年份的变化趋势也较为一致.MWTS通道4表征的平流层低层观测亮温在不同纬度带呈现不同偏差分布特征:热带地区明显系统偏高2~4 K,中纬度地区偏高1 K;而高纬度地区则出现随季节显著变化的偏差,尤其在南极地区季节差异达到5 K,这种依赖于环境温度出现的较大亮温偏差不完全是频率偏移引起.热带地区观测与模拟亮温差异显著,并且热带地区样本对于全球总体亮温偏差影响程度达到20%,这表明COSMIC数据在热带地区的验证结果需谨慎使用. 相似文献
11.
利用2003-2011年的SABER/TIMED温度数据观测发现,在2006年、2009年和2010年北半球高纬（70°N）的冬季（1-3月）发生了“平流层顶抬升”.在这3次事件中,1月末-2月初的~50 km和~80 km高度处分别出现了温度的极大值~260 K和~230 K,即平流层顶的高度突然由原来的50 km左右上升至80 km左右,这就是平流层顶抬升事件;随着时间的推移,抬升的平流层顶的高度逐渐下降直至恢复到原有位置,与此同时其温度由~230 K上升至~260 K.值得注意的是,虽然在极区的每年冬天都发生平流层突然增温事件,但是只在伴随着极涡分裂的平流层突然增温事件后出现平流层顶抬升.此外,在发生平流层顶抬升事件的冬季里,高纬的重力波活动在1月末-2月初的~80 km高度处突然增强,对应着平流层顶的抬升时间和高度;在2月份之后,重力波活动在75 km以下逐渐增强、在75 km以上逐渐减弱,同时抬升的平流层顶也不断下降.通过重力波活动与平流层顶抬升事件的相关性分析,表明重力波活动可能对平流层顶的抬升有重要影响. 相似文献
12.
Xinan Yue William S. Schreiner Jiuhou Lei Christian Rocken Ying-Hwa Kuo Weixing Wan 《Journal of Atmospheric and Solar》2010,72(17):1270-1274
The electron density profiles retrieved from the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere & Climate (COSMIC) satellite Radio Occultation (RO) observations during 2008 are used to derive ionospheric upper transition height, where the density of O+ is equal to that of light ions (mainly H+ and He+). It is found that the ionosphere upper transition height is very low, with significant local time, latitude and seasonal variations, during the extremely low solar minimum of 2008. The transition height is higher in the daytime than at night, except over middle latitude region of winter hemisphere, where the transition height has minimum in the morning. There is a pronounced peak over equator for all seasons. The transition height is higher in summer than in winter hemisphere. Our results have comparability with C/NOFS satellite observations around the equatorial region during June–August of 2008. However, the IRI model gives much higher transition height than those from COSMIC and cannot reproduce its latitude and season variations well during 2008. 相似文献
13.
The mesopause kinetic temperature at an altitude of 87 km measured with a SABER broadband radiometer installed on the TIMED
satellite and the hydroxyl molecule rotational temperature measured with a ground-spectrograph installed in high-latitude
eastern Siberia (Maimaga optical station; φ = 63°N, λ = 129.5°E) are compared. The data of the observations performed from
2002 to 2006 have been analyzed. The temperatures measured during the satellite passes at distances not larger than 300 km
from the intersection of the spectrograph sighting line with the hydroxyl emitting layer (∼87 km) have been compared. An analysis
of 130 cases of coincident measurements indicated that the average hydroxyl molecule rotational temperatures are systematically
lower than the average kinetic temperature at an altitude of the hydroxyl layer measured with SABER by 4.4 K (with a standard
deviation of 11.4 K). A seasonal dependence is observed regarding the difference between the ground-based and satellite measurements.
The difference decreases from 10 K in January to zero towards March. However, the time variations in the temperature obtained
with the ground-based device and on the satellite are similar. Based on the performed analysis, it has been concluded that
a series of hydroxyl rotational temperatures can be used to study temperature variations on different time scales, including
long-term trends at the temperature emission altitude (∼87 km). 相似文献
14.
Tao Yuan Chiao-Yao She David Krueger Steven C. Reising Xiaoli Zhang Jeffrey M. Forbes 《Journal of Atmospheric and Solar》2010,72(5-6):541-549
The na lidar-observed temperature diurnal tidal perturbations, based on full-diurnal-cycle observations from 2002 to 2008, are compared with tidal wave measurements by the TIMED/SABER instrument to elucidate the nature of diurnal tidal-period perturbations observed locally. The diurnal amplitude and phase profiles deduced by the two instruments are in very good agreement most of the year. However, the lidar-observed diurnal amplitudes during winter months and early spring are considerably larger than SABER observations, leading to the existence of a significant amplitude maximum of 12 K near 90 km in February and a different seasonal structure of temperature diurnal amplitude from the two instruments. The lidar-observed diurnal phase shows propagating wave characteristics during equinoctial months, but exhibit “evanescent wave” behavior in winter months, whereas SABER diurnal tidal phase exhibits propagating diurnal tidal character all year long with small seasonal variation. This anomalous tidal characteristic from the lidar observations repeats almost every winter. The exact mechanism behind this tidal feature is not fully understood, therefore further investigation and more experimental observations are necessary. 相似文献
15.
D. Pancheva P. Mukhtarov B. Andonov N.J. Mitchell J.M. Forbes 《Journal of Atmospheric and Solar》2009,71(1):61-74
Part 1 of the present paper is focused on the types of planetary wave seen in the TIMED/SABER and UK Met Office (UKMO) temperature data in the Northern Hemisphere (NH) (0–50°N) stratosphere (30–60 km) during the Arctic winter of 2003/2004, as the emphasis is on their spatial structure (latitude and altitude) and temporal evolution particularly in relation to the stratospheric warmings. A new method for analysis of satellite data is presented in this study where the migrating and nonmigrating tides and planetary waves (stationary, zonally symmetric and travelling) are simultaneously extracted from the satellite data. The comparison between the altitude and latitude structure of the SABER and UKMO planetary waves in the temperature field of the NH stratosphere indicates a high degree of qualitative and quantitative resemblance and in this way the validity of the new data analysis method is verified as well. 相似文献
16.
D. Pancheva P. Mukhtarov B. Andonov N.J. Mitchell J.M. Forbes 《Journal of Atmospheric and Solar》2009,71(1):75-87
Part 2 of the present paper is focused on the planetary wave coupling from the stratosphere to the lower thermosphere (30–120 km) during the Arctic winter of 2003/2004. The planetary waves seen in the TIMED/SABER temperature data in the latitudinal range 50°N–50°S are studied in detail. The altitude and latitude structures of the planetary wave (stationary and travelling) clearly indicate that the stratosphere and mesosphere (30–90 km) are coupled by direct vertical propagation of the planetary waves, while the lower thermosphere (above 90–95 km altitude) is only partly connected with the lower levels probably indirectly through in-situ generation of disturbances by the dissipation and breaking of gravity waves filtered by lower atmospheric planetary waves. A peculiar feature of the thermal regime in the lower thermosphere is that it is dominated by zonally symmetric planetary waves. 相似文献