平流層突然增溫（Sudden Stratospheric Warming,SSW）是發(fā)生在極區(qū)冬季的一種典型低層大氣現(xiàn)象。在其發(fā)生期間常伴隨著極區(qū)平流層溫度的急劇升高,極區(qū)緯向平均風(fēng)的減弱,甚至轉(zhuǎn)向。因此,SSW會影響大氣環(huán)流,進而通過電動力學(xué)耦合過程,影響中間層—低熱層（mesosphere and lower thermosphere,MLT）,甚至電離層。本文利用我國“子午工程”的多站流星雷達和中頻（MF）雷達風(fēng)場、電離層F2層臨界頻率（foF2）及GNSS總電子含量（TEC）等數(shù)據(jù),系統(tǒng)研究了在平流層增溫期間中高層大氣和電離層的響應(yīng)特征,并探討其相互耦合過程。具體研究成果如下:（1）揭示2013年SSW期間MLT大氣風(fēng)場和潮汐變化特性利用沿東經(jīng)120°E附近且位于我國北緯18°-53°N的漠河、北京、武漢、昆明和三亞等多站流星雷達風(fēng)場數(shù)據(jù),分析其對2013年SSW的響應(yīng),發(fā)現(xiàn)東向風(fēng)在2013年SSW期間逐漸減弱并轉(zhuǎn)為西向風(fēng),且其幅度在中緯明顯強于低緯。北向風(fēng)幅度先快速增加后減小,其增加幅度也隨緯度減小而減弱。周日和半日潮汐幅度在1月5-13日先減小,隨后開始增加。八小時潮汐有明... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１大氣垂直結(jié)構(gòu)示意圖

＼?卜．??／Ｔｈｅｒｍｏ??＼?／?ｐａｕｓｅ??２００?－?■?、?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?＇??—Ｔｈｅｒｍｏｓｐｈｅｒｅ??１００－?Ｍｅｓｏ－?＾?＾??ｐａｕｓｅ?ｖ?，?．，??、《ｖ＾?Ｍｅｓｏｓｐｈｅｒｅ??－＿?Ｓｔｒａｌｏｐａｕｓｃ）?，??ｙ?ＳＵａｔａｓｐｈｅｒｅ??Ｔｒｏｐｏｐａｕｓｃ?Ｃ??＾＾＾ｌ＆ｏｐｏａｐｈｅｒＢ一?＾＾??２００?４００?６（Ｘ）?＆）０?１０００??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，?Ｋ??圖１．１大氣垂直結(jié)構(gòu)示意圖。取自Ｐｒ６１ｓｓ．?（２０１２）??１００?ｋｍ以下，大氣中性成分密度大，各成分充分混合，比例比較固定，隨??高度具有相似的變化規(guī)律，因此按照大氣混合和大氣成分組合情況，１００?ｋｍ以??下區(qū)域大氣可稱為均質(zhì)層（Ｈｏｍｏｓｐｈｅｒｅ）。１００?ｋｍ以上大氣各成分密度受各自重??力影響，從而各成分隨高度變化速率差異明顯，故該區(qū)域被稱為非均質(zhì)層??（Ｈｅｔｅｒｏｓｐｈｅｒｅ）。如圖１．２所示，在１００?ｋｍ高度以上，分子量大的大氣成分Ｃ比??如氧氣和氬氣等）密度則隨高度升高快速減少，分子質(zhì)量較輕的大氣成分（氫原??子）密度隨高度升高變化較為緩慢。??￣Ｔ＂ＴｗＴ￣Ｉ＂ＩＴＩＴ＿＊＂ｒＴＴ￣ｒ＾ｒ＊Ｔ＿ｌ￣ｒＴ＇ＴＴｒＴ＂Ｔ＿＂７ＴＴＹｒＴｒＴ＂Ｔ＿ｒＴ＞Ｔ＿ｐ＂ＩＴＴ＿ｒ＂ｎ—ｒ＊ＴＴＴ￣■＂ＴＴＴｒＴ＿＇ｒｒｉＴｎ??＼?＼ｍ＼??４００?－?、、?０＾＼?＼?－??｜３。。－?二、、Ｘ?Ｎ＼＼?－??Ｉ?、、、十＼＼??１００?－?．?、－??ｇ?ｉｉｌｍｉｌ?ｉ?ｕｌｎｕｌ?ｉ?ｈＩｍｉｉＦ?．?ｉ

?第一章緒論???區(qū)。圖１．３顯示的是電離成分隨高度的密度變化。如圖１．３所示，Ｄ區(qū)電離層高??度為６０－９０?ｋｍ，該區(qū)域中性成分密度很大，主要電離成分為多原子離子“團”。??另外Ｄ區(qū)電離層在夜間近乎消失。Ｄ區(qū)電子與其他成分的高頻率碰撞是導(dǎo)致穿??過該區(qū)域電磁波被強烈吸收的主要原因；高度為９０－１４０?ｋｍ的電離區(qū)域稱為Ｅ區(qū)，??該區(qū)域的主要成分為分子離子，比如ＮＯ＋、Ｏ２＋和Ｎ２＋；１４０ｋｍ以上區(qū)域為電離??層Ｆ區(qū)，該區(qū)域的主要成分為氧原子離子（〇＋）。根據(jù)離子成分的不同，白天Ｆ??區(qū)可分為Ｆｉｇ?（１４０－１８０?ｋｍ）和Ｆ２區(qū)（１８０?ｋｍ以上）（熊年祿等，１９９９）。??６００１——■?？?■?Ｖ?＜????？?？???????５５０?－?Ｉ?＼??５００?－?Ｎ＊＼?ｊｗ?＼?ｔｏｐｓｉｄｅ?Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅ??：：Ａ?＼??Ｉ；Ｉ＾ｖ＼?＼一…一：??—ｍ?＾?Ｅ?ｒｅｇｉｏｎ??１００１－??ｒｆ?１?．??，??■??■????１０＊?１（Ｔ?Ｊ０＇°?１０＂?１０１２?１０＇１??Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ／ｍ＂１??圖１．３電離層分層示意圖。取自徐文耀等譯（２０１０）??１．２中高層大氣－電離層耦合??中高層大氣，包含中間層、低熱層和高層大氣。其中關(guān)鍵大氣參數(shù)有大氣風(fēng)??嘗溫度和密度。根據(jù)大氣環(huán)流理論，兩極之間的溫度梯度導(dǎo)致緯向風(fēng)隨高度的??增加而增加，在冬季半球盛行東向風(fēng)，在夏季半球盛行西向風(fēng)。圖１．４和圖１．５??是?ＣＯＳＰＡＲ?ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ?Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ?（ＣＩＲＡ）模式提供的一月和七月??

【參考文獻】：
博士論文
[1]基于氣輝與北斗GNSS觀測的電離層中尺度結(jié)構(gòu)特性研究[D]. 黃福慶.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]基于低軌衛(wèi)星TEC數(shù)據(jù)的頂部電離層變化特性研究[D]. 鐘嘉豪.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017



本文編號：3116687