發(fā)布時(shí)間：2020-05-21 07:44

【摘要】：中高層大氣中存在著兩種常見的發(fā)光現(xiàn)象:中高層大氣閃電(TLEs)和氣輝現(xiàn)象。TLEs是由雷暴云放電誘發(fā)的中間層到低電離層之間的一種大氣快速放電現(xiàn)象,會(huì)危害飛行器以及航天器,干擾光學(xué)探測器。氣輝是中高層大氣中連續(xù)不間斷的各類光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)大氣成分躍遷回低能態(tài)而導(dǎo)致的微弱發(fā)光現(xiàn)象。氣輝輻射強(qiáng)度與所在大氣區(qū)域的組成成分、密度、溫度等氣象條件緊密相關(guān)。本文主要從輻射特性方面著手對這兩種發(fā)光現(xiàn)象進(jìn)行研究。首先,通過點(diǎn)電荷準(zhǔn)靜電場模型,對TLEs事件典型代表紅色精靈的激發(fā)率、體發(fā)射率、以及經(jīng)過大氣傳輸后的光譜分布進(jìn)行了研究。研究表明,白天很難觀測到TLEs現(xiàn)象,夜間TLEs輻射強(qiáng)度隨臭氧、水汽含量的不同而變化。然后,對夜氣輝135.6 nm紫外輻射的輻射特性進(jìn)行了模擬計(jì)算。通過對夜氣輝中光化學(xué)反應(yīng)的分析計(jì)算了135.6 nm輻射的激發(fā)率、體發(fā)射率以及經(jīng)過大氣散射吸收后的輻射強(qiáng)度,得到了135.6 nm夜氣輝亮度的低緯度地區(qū)分布圖。最后,通過夜氣輝135.6 nm輻射強(qiáng)度反演計(jì)算了電離層峰值電子密度和電子總濃度,計(jì)算得到了轉(zhuǎn)換因子,并對反演算法進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證表明,確實(shí)可以通過遠(yuǎn)紫外輝光反演電離層電子密度。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒 論 中高層大氣閃電1 簡介中高層大氣閃電現(xiàn)象（Transient luminous event, TLEs）是對流層閃電放電產(chǎn)生的電磁層、中間層和低電離層之間引起的快速放電發(fā)光現(xiàn)象[1]。早在 1925 年，Wilson[2]就預(yù)0km 的高空，，雷暴電場可以超過空氣雪崩電場的閾值以觸發(fā)向上的閃電。1956 年，W一步提出，中層大氣閃電是一種常見現(xiàn)象，只是大多數(shù)中層大氣閃電現(xiàn)象因?yàn)榇髿獾南蟊旧磔^弱而不容易在地面上觀察到。1989 年 7 月 6 日，F(xiàn)ranz 等[4]在明尼蘇達(dá)大rien 氣象臺進(jìn)行一套新的低光度攝像系統(tǒng)夜間觀測測試時(shí)，偶然地捕捉到了雷暴上方的氣閃電現(xiàn)象。從此之后，人們了解到雷暴可能引起高空閃電，稱為中高層大氣閃電現(xiàn)發(fā)光事件。

中層閃電輻射特性及遠(yuǎn)紫外輝光反演電離層電子密度研究全球每天約有 10 萬個(gè)瞬態(tài)發(fā)光現(xiàn)象 TLEs 發(fā)生（分布情況見圖 1.2）。 2004 年 7 月發(fā)射的福衛(wèi)二號（FORMOSAT-2）衛(wèi)星上的中高層大氣閃電影像儀（Imager of Sprites and UpperAtmospheric Lightning, ISUAL）的觀測結(jié)果顯示，全球范圍內(nèi)紅色精靈平均每分鐘發(fā)生 1 次，平均輻射強(qiáng)度為 1.5 MR；而淘氣精靈 Elves 平均每分鐘發(fā)生 35 次，平均輻射強(qiáng)度為 0.17 MR。平均每個(gè)淘氣精靈可以釋放能量約 19 MJ，可以使事件發(fā)生區(qū)域內(nèi)的電子濃度增加約 100%，所以全球每天由于TLEs導(dǎo)致的電離層電子濃度增加可達(dá)約2%。尤其是淘氣精靈密集發(fā)生的地區(qū)，電離層電子濃度增加可達(dá)約 10%，足以影響事件發(fā)生區(qū)域的電磁波通訊。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P427.3;P352

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 江芳;黃朝艷;張華龍;王詠梅;;雷暴云準(zhǔn)靜電場引發(fā)的中層閃電輻射光譜計(jì)算研究[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2015年04期

2 江芳;黃朝艷;張華龍;李小銀;王詠梅;;紅精靈發(fā)光光譜的數(shù)值模擬研究[J];空間科學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

3 江芳;毛田;李小銀;付利平;王詠梅;余濤;;利用OI135.6nm夜氣輝輻射探測電離層峰值電子密度及電子總含量的研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年11期

4 郄秀書;呂達(dá)仁;卞建春;楊靜;;中高層大氣瞬態(tài)發(fā)光事件(TLEs)及可能的影響[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2009年03期

5 王詠梅;付利平;王英鑒;;星載遠(yuǎn)紫外極光/氣輝探測發(fā)展綜述[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2008年05期

6 萬衛(wèi)星;寧百齊;劉立波;丁鋒;毛田;李國主;熊波;;中國電離層TEC現(xiàn)報(bào)系統(tǒng)[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2007年04期

7 劉穎;;從DSP系統(tǒng)到SBIRS系統(tǒng)——美國導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展演變[J];現(xiàn)代軍事;2007年07期

8 何彥峰;;淺析臨近空間平臺的軍事應(yīng)用[J];國防科技;2007年06期

9 吳明亮,徐寄遙;時(shí)變的準(zhǔn)三維“紅閃”電場模式研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2005年03期

10 馮小劍,陳芳芳;大氣潮汐探究[J];廣東氣象;2002年03期

本文編號：2673941