HWM07模式风场在高度60～100km的精度及建模初步研究

HWM07模式是一个应用广泛的国际标准参考大气风场模式,其在航天飞行器的设计阶段具有重要作用.因此,研究该模式风场精度具有重要意义,本文以廊坊中频雷达的风场资料(2014—2016年)为基准,利用偏差、绝对差、相关系数、相对偏差和Lomb-Scargle周期图方法,研究HWM07模式风场在高度60~100 km的精度,最后,对本文建立的60~100 km风场预报模型(UV DerM模型)精度进行分析.结果表明,在高度60~100 km范围内,(1)HWM07模式的纬向风偏差、绝对差、相关系数、相对偏差的平均值分别为14.0039 m·s^-1、34.4750 m·s^-1、0.1832、-75.4822%,经向风偏差、绝对差、相关系数、相对偏差的平均值分别为-2.0019 m·s^-1、25.3689 m·s^-1、0.1442、-88.9980%;经向风、纬向风的统计特征均与高度、季节有密切关系;(2)Lomb-Scargle周期图结果表明,中频雷达、HWM07模式风场在同一高度层显著(通过90%显著性检验)含有的波周期及功率谱存在较明显差异,不同高度、不同季节显著含有的波周期和功率谱也存在明显差异;(3)在高度86~92 km,准全日潮汐波、准半日潮汐波分别在冬季、夏季的HWM07模式风场变化特征中为主要作用,而对中频雷达风场变化特征起主要作用的大气波动特征与高度、季节有关;(4)相对于HWM07模式风场,由UV DerM模型得到的纬向风更接近实况资料,但经向风无改进效果.

低太阳活动期间极区热层子午风季节变化特征分析——EISCAT雷达观测与HWM07模型比较

利用2008~2011年间EISCAT(european incoherent SCATter)雷达场向观测数据计算低F层子午风,分析比较了其季节变化特征。统计结果表明:低太阳活动期间,白天的极向子午风在冬季最强,在夏季最弱;白天极向子午风在夏季的持续时间最短;夜晚的赤道向子午风在春季最大。对比发现HWM07(horizontal wind model 07)模式在低太阳活动期间基本上能够较好重现低F层中性子午风的日变化特征,预测结果和雷达观测都表现出明显的日变化特征,即白天出现极向子午风夜晚,出现赤道向子午风。具体地比较发现,模式的预测结果在春夏季与雷达结果相差较大,而在秋冬季比较一致。

昆明平流层-对流层雷达系统及初步探测结果

基于昆明站（25.6°N,103.8°E）ST雷达近一年的风场观测结果给出了5～22.1km高度范围内风场的季节变化特征及利用镜面反射方法和雷达回波功率数据估测了对流层顶的高度.结果显示：17 km是平均风特征发生变化的高度,即17 km以下夏季为西向风和南向风,其他季节为东向风和北向风,而17 km以上纬向风几乎全年盛行东向风,经向风变化则更为复杂,且二者与HWM07模式结果的变化特征不完全一致.估测得到的昆明上空对流层顶高度范围是14～17.6 km,由此推测对流层中强烈的对流活动很可能是形成平均风场该特征的主要原因.

武汉中间层和低热层大气风场的潮汐观测研究

为了归纳潮汐对中间层低热层(Mesosphere and Lower Thermosphere,MLT)大气平均风的影响,对比分析了HWM07、HWM14风场预测模型。本文利用武汉流星雷达36个月的观测数据(2014年1月至2016年12月)研究了武汉上空中间层低热层区风场的变化特征,得到了日平均风和周日潮汐、半日潮汐的初步气候学特征。结果表明:2014-2016年,水平风场的月平均经向风以北风为主,平均纬向风以西风为主。对于周日潮汐,HWM14模型和HWM07模型预测的经向风周日潮汐振幅小于流行雷达的实际观测值;HWM14模型和HWM07模型预测的经向风周日潮汐相位大于流行雷达的实际观测值。对于半日潮汐,2014-2016年实际观测值的振幅存在周期性变化,模型预测值较实际观测振幅略微偏大。