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基于无线电探空仪和掩星的对流层顶观测虽然可以揭示对流层顶高度和温度的一些特性,但是在某一个地点的时间分辨率较低,资料的时间分辨率几乎都是以天计,同时所获得的对流层顶信息也不能直接反映对流层顶的产生、发展和消亡过程.借助于MST雷达具有高时间分辨率和连续性这一显著优势,实时、连续地获得对流层顶雷达回波,通过构建普适性雷达对流层顶判读模型,可以更好地研究对流层顶高度和结构形态的时空演化过程.探空仪对比实验表明:雷达方法观测对流层顶高度与气象学方法观测对流层顶高度相差约2 km,这应该和二者的探测机制相关.统计分析2012年全年雷达对流层顶回波差异值可以发现,雷达对流层顶高度的年平均值为13.3 km,标准差为0.65 km;对流层顶回波差异平均值约为11.7 d B,标准差为4.3 d B,雷达对流层顶回波差异值直接反映了雷达对流层顶结构的稀疏状态.同时本文利用Lomb-Scargle谱分析方法检测了对流层顶结构形态的扰动周期,结果表明大气潮汐波和行星波分量会影响对流层顶的结构形态. 相似文献
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山基GPS掩星技术可以精确获得低层大气折射率信息,其观测原理是:在高山的山顶安装GPS接收机,跟踪GPS卫星的低仰角和负仰角信号,通过载波相位的变化求出大气折射造成的弯曲角剖面,从而利用科学反演方法获得观测点高度以下的大气折射率剖面.为了对山基掩星测量数据进行验证,2005年8月1日～29日,在河北雾灵山(40.60°N,117.48°E,2118m)开展了为期一个月的山基GPS掩星观测与其他探测的时比实验.实验所用的JAVAD双频GPS接收机共工作576小时,接收机朝南观测,记录到山基掩星事件1136次,其中上升掩星621次,下降掩星515次.实验期间,在雾灵山顶利用自动气象观测仪每天24小时观测当地的温度、湿度和气压,由此可计算大气折射率.本文利用雾灵山GPS掩星实验所获得的观测数据,成功反演得到大气折射率剖面,并将所得接收机高度的折射率与雾灵山顶自动气象站观测结果进行比对,分析结果表明:山基GPS掩星和自动气象站观测结果是一致的.山基GPS掩星观测可为低层大气环境监测提供大量数据,具有潜在的应用前景. 相似文献
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本文用日本电离层探测卫星ISS-b的资料,假设F2层峰顶以上电离层中各类离子随高度呈扩散平衡分布,得到了太阳活动高年（1978年8月-1979年8月）确定顶外电离层电子密度剖面形状的一个重要参数,即O+-H+离子过渡高度hT的一些变化特征.指出hT的日变化特性主要受电离层中O+离子的产生与复合作用的控制.太阳活动高年在不同纬度和所有经度区域,平均说来日间hT为大约1500-2500km变化,而夜间位于800-1400km,冬夜甚至接近中性氢、氧原子的化学平衡高度.过渡高度也表现出明显的纬度关系,在接近±20°的磁赤道地区,hT基本上不随纬度变化;但在大于±30°磁纬区域hT随纬度很快增加.义中还就hT随时间和地磁（或地理）纬度变化的机制作了简要讨论. 相似文献
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文章对LEO－LEO卫星掩星事件的特性进行了深入讨论，通过仿真计算定量讨论了轨道参数对掩星事件次数及分布的影响.结果指出：1)对一年掩星事件数量及其纬度分布影响大的轨道参数依次是轨道倾角、轨道高度、升交点赤经和近地点角距；而这些参数对一年掩星事件的经度分布影响都不大；2)发射卫星和接收卫星倾角之间的相互关系对掩星事件数量和纬度分布影响最大，两卫星倾角接近互补时掩星事件最多, 两颗LEO卫星中与90°相差较大的倾角决定了LEO－LEO掩星事件的纬度分布范围；3)发射卫星和接收卫星处于同一轨道高度时，LEO－LEO掩星事件数取得极大值，发射卫星和接收卫星都采用600 km的轨道高度，一年LEO－LEO掩星事件数最多；4) 发射卫星和接收卫星升交点赤经(RAAN)的相互关系对LEO－LEO掩星事件数量影响很大，发射卫星和接收卫星升交点赤经之差为120°或240°时掩星事件数量最多，RAAN对掩星事件纬度和经度分布影响不大；5)近地点角距对掩星事件数量和分布影响都不大.该研究结果对LEO－LEO掩星探测卫星的轨道设计有一定的参考作用. 相似文献
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利用COSMIC掩星2009年电子密度剖面数据,筛选数据进行网格划分,网格内数据统计平均,基于球谐函数计算模型值,分析电离层中低纬度地区最大电子密度的地磁季节变化、昼夜测分布相对变化,及地磁活动对电子密度的分布影响.结果表明,最大电子密度昼测值明显高于夜测值,在中纬度部分区域增大明显.电子密度昼测值在地磁活动期间高度150-550 km中低纬度范围为正相扰动,随纬度变化存在区域差异,随高度增加,扰动加强. 相似文献
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GNSS-LEO电离层无线电掩星技术是近年来发展的电离层探测新技术.为消除LEO轨道以上的电离层影响,改正TEC反演方法采用非掩星侧的观测数据进行电离层掩星反演.本文首次提出了一种新方法--基于历元差分的电离层反演方法;并将改正TEC与历元差分两种反演方法应用于模拟掩星观测数据反演,随后基于反演结果及误差分析得到一些有益的结论:历元差分反演精度较改正TEC反演精度均有所提高;不管是哪种方法,高轨(约800 km)反演结果要优于低轨(约500 km)的反演结果;随着剖面高度的降低,反演精度随之下降;反演误差主要集中在8至18时(当地时),主要分布在磁纬-30°至30°之间. 相似文献
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基于2005年NCEP/GFS分析资料和拉格朗日粒子扩散模式的“Domain Filling”技术,以气块穿越对流层顶后的滞留时间为标准,诊断分析了夏季亚洲季风区对流层-平流层质量交换,重点讨论了对平流层大气成分收支具有实际意义的不可逆双向质量交换过程,并利用前向（后向）轨迹追踪方法,分析了其4天的“源（汇）”特征.研究结果表明：(1)对流层-平流层质量交换(Troposphere-Stratosphere mass Exchange,STE)的计算对滞留时间阈值的选择具有较强敏感性,大多数的气块在1～2天内可频繁地往返对流层顶.这些瞬时交换事件的考虑与否对穿越对流层顶的质量交换计算的准确性具有重要影响,尤其在中纬度的风暴轴区域.(2)从亚洲季风区对流层-平流层质量净交换纬向平均上看,45°N以南的区域为对流层向平流层的质量输送(Troposphere to Stratosphere mass Transport,TST),副热带地区为最强的上升支,而在45°N~55°N的中纬度地区是平流层向对流层质量输送（Stratosphere to Troposphere mass Transport,STT）.地理分布上,STT主要分布在青藏高原以北的东亚地区,与亚洲季风区夏季大尺度的槽区相对应.夏季整个亚洲季风区都是TST发生的区域,最大值位于青藏高原东南侧及其附近区域,该区域占亚洲季风区不可逆TST夏季平均总量的46%.(3)对流层-平流层质量交换的“源汇”特征分析表明,STT主要源于100°E以西、50°N以北的高纬地区,向下可以输送到中国东北部及朝鲜半岛北部等中纬度区域.而TST主要来源于中纬度和副热带地区的大气输送,向上穿越对流层顶高度以后,可分别向高纬的极地和热带地区输送,这意味着亚洲季风区夏季的TST水汽输送可能进入“热带管”中,进而可能对全球平流层水汽平衡产生重要影响. 相似文献
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南极大气臭氧和温度垂直结构及其季节变化的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用南极中山站2008年2月至2009年2月臭氧和温度探空等资料,对中山站上空大气臭氧和温度的垂直结构及季节变化特征进行了研究.结果表明,在中山站上空热对流层顶和臭氧对流层顶的高度相近,年平均高度分别为7.9和7.4km.对流层顶的气压和温度都存在位相相反一波型季节变化.春季和冬季对流层顶的温度转折没有夏季和秋季明显,而依据臭氧变化恰能更好地确定对流层顶高度.在对流层臭氧垂直分布的季节变化不显著;而平流层却十分明显.春季下平流层臭氧严重耗损,14km处的臭氧最小分压仅为1.57MPa,最大分压出现在上平流层,其他季节下平流层臭氧随高度增加而升高.春季下平流层臭氧的严重损耗,与极夜过后低温条件和平流层冰晶云表面消耗臭氧的光化学过程有密切关系.大气臭氧和温度的垂直结构及季节变化特征,对春季南极臭氧洞的形成和发展具有重要意义. 相似文献
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本文给出GPS地面台网和掩星观测结合的时变三维电离层层析的原理、算法和基于实测数据的反演结果.反演结果的比较表明,联合地基GPS与掩星观测数据进行重建,电子密度整体图像的重建质量特别是其垂直结构的重建质量得到了明显改善.在平静日和磁暴期间两种条件下利用实测数据的重建结果表明,GPS地面台网和掩星观测结合的电离层层析可以获得电离层电子密度在高度-纬度-经度-时间四维空间中的变化.重建结果清晰地显示了磁暴期间电离层负相暴效应,表明结合GPS地面台网和掩星观测的时变三维电离层层析可以有效地监测扰动条件下的大尺度电离层结构. 相似文献
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Sanjay Kumar Mehta M. Venkat Ratnam B.V. Krishna Murthy 《Journal of Atmospheric and Solar》2011,73(17-18):2462-2473
The characteristics of the cold point tropopause (CPT), convective tropopause (COT) and tropical tropopause layer (TTL) in the tropical region at different longitudes are studied using radiosonde data at 5 stations in the tropical belt (±15°) and high resolution GPS radiosonde data from April 2006 to December 2008 at Gadanki (13.5°N, 79.2°E) also a tropical station. The CPT over Gadanki is found to be higher than over the rest of the stations. This aspect is further confirmed using COSMIC GPS RO observations. In the Northern Hemisphere (NH) winter, the CPT is coldest over stations in the Pacific region compared to the other stations while in the NH summer, it is coldest at Gadanki, a station in the Indian monsoon region. The range of seasonal variation of the CPT temperature is found to be quite small over Gadanki compared to the other stations whereas that of the CPT altitude is nearly the same. 相似文献
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《Journal of Atmospheric and Solar》1999,61(17):1299-1306
Temperature structures in the height range of 0–30 km over Pan Chiao (25°N, 121°E) in northern Taiwan were studied for the period 1990–1995 using radiosonde data. The purpose of this study is to see the annual variation of tropopause temperature and height and also to study local temperature perturbations caused by the series of volcanic eruptions at Mount Pinatubo in June 1991. While the annual variation in the tropopause height and temperature is clearly observed, we found a large increase in the temperature at the tropopause and in the lower stratospheric region during the year 1992. The tropopause is warm during the year 1992 and temperature increase at the tropopause is nearly 6°C in January 1992. The annual average temperature at the lower stratosphere during 1992 shows an increase of 2°C from the normal trend. The effects of Pinatubo are in general different in the troposphere and stratosphere. 相似文献
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initK. K. Hocke K. Igarashi M. Nakamura P. Wilkinson J. Wu A. Pavelyev J. Wickert 《Journal of Atmospheric and Solar》2001,63(18):1973
The GPS radio occultation technique is sensitive for layered structures with horizontal scales of around 100 km and with vertical scales of a few 100 m or more at the Earth's limb. These structures cause strong fluctuations of the GPS L1 and L2 phase paths which have been measured by a GPS receiver onboard of Microlab-1 satellite in 730 km orbit during the GPS/Meteorology experiment (GPS/MET of UCAR, Boulder). By means of GPS/MET radio occultation data, profiles of electron density fluctuations are derived for the mesosphere/lower thermosphere region with a height resolution of around 1 km. Data analysis of 1900 radio occultation events in June/July 1995, 1540 events in October 1995, and 2690 events in February 1997 confirms seasonal dependence of sporadic E layers. The meridian slices of average sporadic E activity show a dominance of plasma irregularities in the summer hemisphere. The irregularities mainly occur at heights 90–110 km. Auroral and equatorial sporadic E, electron density depletions, and multiple ionization layers are also present in the high resolution GPS/MET data. The multiple layers often have a distance of around 5–10 km in height, and appear up to a height of 140 km (upper height limit for 50 Hz sampling rate of GPS receiver). For February and June, the GPS/MET observations are compared to ground-based observations of the Asia/Australia ionosonde chain. 相似文献
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基于子午工程的北京、合肥和海南三个Na荧光激光雷达对中国不同纬度上空夜间背景Na层的长期观测,分析了我国沿东经120°N上空Na层的夜间变化和季节变化特征.对照2010年12月17日夜间三个雷达站的观测结果,发现三个地方Na层的夜间变化并不具有相关性.Na层长期变化的年加半年变化拟合结果显示,北京和合肥上空Na层柱密度具有明显的年变化特点,而海南上空Na层柱密度的半年变化特征更明显; Na层的质心高度和RMS宽度具有明显的半年变化特点,但海南地区Na层的RMS宽度的长期变化不具有半年变化特征.Na层参数的统计和对照显示,Na层柱密度的季节变化与大气温度季节变化相关,在冬季最大,在夏季最小.Na层柱密度随纬度升高而增大,同时年变化性逐渐增强;质心高度随纬度变化趋势不明显,但三个地方Na层质心高度的长期变化都具有较明显的半年变化特征;在各个月份中,北京地区Na层RMS宽度最大,合肥地区Na层RMS宽度最小,海南地区居中. 相似文献
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Summary A statistical study of the reported height variations of the tropopause over Indian latitudes has been taken up in the present investigation. The analysis show two types of tropopause (1) the tropical tropopause, and (2) the extratropical tropopause. The latitudinal movement of the extratropical tropopause and the height variation of tropical tropopause with seasons are examined. The tropical tropopause near equatorial latitudes shows a lowering of the height during monsoon months (summer months) contrary to the normal expected structure. The characteristics of this equatorial tropopause are examined in relation to meteorological parameters of the troposphere and stratosphere. 相似文献
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本文基于1987—2017年南极点的无线电探空数据，研究了地面至30 km海拔高度的气温、风向和风速的垂直分布及变化趋势.多年平均的逐月数据表明，气温在各高度上均具有显著的季节变化，南半球夏季（冬季）对流层低层温度最高达-25℃（最低达-60℃），分别出现于1月（7月）地面以上约500 m（近地面）.近30年来，年平均地面气温呈0.3℃/10a的增加趋势，增温趋势总体上随高度增加而减缓，至对流层上层的气温变化趋势为负，约为-0.25℃/10a.对于对流层整层平均气温，秋季上升趋势在四季中最为明显，达0.55℃/10a，而年平均气温的趋势约为0.3℃/10a.近地面全年盛行东北风，风速大多在2~10 m·s-1范围内；对流层的低层（高层）为西北风（西南风），在海拔6~9 km处，对流层急流可达25 m·s-1；而平流层低层（高层）为南风（东南风），最大风速可超过30 m·s-1.风速和温度梯度变化特征在地面至10 km（10~30 km）高度段表现为负相关（正相关）.近30年近地面呈现北风增加东风减少的趋势，而高空南风减少，东风和北风增多.对流层整层平均风速显示，各季节平均风速均呈增加趋势，并且与温度类似，秋季的增加趋势最显著，达0.59 m·s-1/10a，而春季趋势最为平缓，仅0.05 m·s-1/10a.对流层整层年平均风速的线性趋势为0.24 m·s-1/10a，地面年平均风速呈0.05 m·s-1/10a的增加趋势. 相似文献
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《Journal of Atmospheric and Solar》2004,66(1):39-49
A single-wavelength Rayleigh lidar system has been used to measure the temperatures in the upper troposphere and lower stratosphere in the night in the altitude range from about 8 to . The temperature derivation is based on an inversion algorithm of the pure Rayleigh backscatter. Calculations include the derivation of the air molecular concentration by an iterative method and the backscattered signals corrected by the background aerosol, which is now found to be low and stable. The uncertainties in estimating the temperature using this method are discussed in detail.The temperature profiles and the tropopause characteristics derived by using the lidar measurements are compared with the radiosonde data. Good agreement is found between these two measurements revealing the potential of this method. The comparison with radiosonde data shows that the lidar measured tropopause temperature is lower by and the tropopause height is higher by than the radiosonde measurements. The climatology of local tropopause (24.57°N,121.13°E) is briefly discussed in terms of a double tropopause formation and seasonal variations of the tropopause height and temperature. 相似文献
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本文使用适配滤波频时分析技术首次对中国数字地震台网的中长周期面波记录进行处理,获得穿过东南地区的82条勒夫波频散数据.使用随机反演理论,获得了东南沿海地区4°×4°网格的纯路径频散数据.这些频散的周期为1.95-68.27s,弥补了长周期面波所不能分辨的浅层结构.在网格反演的基础上,使用Harkrider的面波及演程序得出了中国东南地区的地壳和上地幔结构,浅部可分辨到1km,深部可达80km.在分辨率保证的前提下得出东南地区深至80km的三维剪切波速度结构. 相似文献
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用矩谐分析的方法研究了中国及其邻域（φ=10°-60°N,λ=70°-140°E）由MAGSAT卫星获得的地磁矢量异常数据,求出了卫星高度400km处的矩谐模型.据此模型,绘出了高度400km处矩谐模型的理论磁异常图.结果表明,ΔX,ΔY,ΔZ图上有很强的区域磁异常特征,新疆地区天山、阿尔泰山、塔里木地区为很强的正异常,青藏高原和喜马拉雅山一带则为负异常区,说明这些地区存在着很强的局部磁化. 相似文献