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实验室科研人员首次获得全球范围中间层顶温度对太阳活动的响应系数

发布时间:2016-08-18 浏览:499次
作者:康丽  文章来源:安光所网站
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      近期,实验室魏合理研究员课题组对全球中间层顶温度对太阳活动响应方面进行了系统地研究,研究获得了全球范围中间层顶温度对太阳活动的响应系数及其随纬度和经度的分布规律,验证了中间层顶区域的温度结构和能量的动态平衡具有11年周期性,这与太阳活动周期11年相一致。该研究对认识太阳活动对地球上层大气的影响具有重要的意义,对建立和检验全球的中高层大气模式具有重要的参考价值。其研究成果发表在美国地球物理协会(AGU)的Journal of Geophysical Research杂志上(doi:10.1002/2016JA022538)。
      地球从地表向外,分为对流层、平流层、中间层、热层等。中间层位于50公里到85公里左右的高度范围。中间层大气的热结构和能量平衡主要受到太阳辐射的控制,温度是描述中间层大气状态和扰动的关键物理参量,而中间层顶是中高层大气中较敏感活跃的区域,是地球大气中最冷的区域,是低层大气和高层大气中物质传输、物理化学反应及能量交换等复杂动态过程的必经区域,所以中间层顶是中高层大气研究中关注度极高的部分。
      太阳11年周期性活动对中间层顶区域大气物理、化学以及传输等有着重要的影响。课题组唐超礼博士等利用2001年12月发射的TIMED (Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics Dynamics)卫星上搭载的SABER (Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)观测仪所探测的全球温度廓线数据(2002-2015),系统地分析了中间层顶温度对太阳活动响应的分布,首次获得了全球范围中间层顶温度对太阳活动的响应系数及其随纬度和经度的分布规律,验证了中间层顶区域的温度结构和能量的动态平衡具有11年周期性的规律。
      目前可查资料显示,仅有通过局部范围内的遥感(如激光雷达)观测数据获得一定区域的中间层温度对太阳活动的响应系数。安光所科研人员运用长期卫星观测数据,首次获得了全球范围内中间层顶温度对太阳活动的响应系数及其随纬度和经度的分布规律。该工作将为全球气候的长期变化规律分析,建立和验证全球中高层大气模式等研究工作提供重要参考。此项研究工作得到了国家高技术项目和自然科学基金项目的支持。

      全文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JA022538/full

中间层顶温度(Temperature of Cold-Point Mesopause: T-CPM)对太阳活动的响应.
(a) 中间层顶温度和太阳活动指数(F10.7)年平均值序列的散点分布(2002-2015);
 (b) 中间层顶温度对太阳活动的响应系数纬度分布,
 (c)中间层顶温度14年(2002-2015)平均值的空间分布;
 (d)中间层顶温度对太阳活动的响应系数空间分布