中层顶准单色重力波特性的钠荧光多普勒激光雷达观测分析

利用2011~2013年期间60h的钠荧光多普勒激光雷达温度和风场数据,采用矢端曲线法提取廊坊上空85~95 km中层顶区域准单色惯性重力波的所有参量,并统计准单色大气重力波的活动特性。获得的85次准单色重力波事件中,上传(下传)重力波64次(21次),占总数的75.29%(24.71%)。垂直波长(水平波长)和观测周期平均值分别为6.6km(727.8km)和7.4h,分别集中在6~9km(200~800km)和2~7 h,固有周期平均值为7.76 h,主要集中在3~9 h,水平传播方向分布比较均匀,没有占主导的传播方向。对于上传重力波,水平背景风在大气重力波水平传播方向上的分量取正值和取负值的概率大致相等,但对于下传重力波,该风场分量取正值的概率大约是取负值的2倍,说明观测到的下传大气重力波在中层顶区域多为顺风传播。

子午工程首次火箭探空数据准单色惯性重力波特性分析

利用2010年6月3日子午工程首次气象火箭探测的温度和风场数据,采用矢端曲线法分别从平流层(20~50 km)和对流层(0~15 km)廓线提取了海南火箭发射场上空准单色惯性重力波参数.火箭探测的平流层和对流层两个准单色惯性重力波分别向上和向下逆风传播,固有周期为20.1h和22.4h,垂直波长为9.5km和4.0 km,水平波长为2900 km和753 km,垂直群速度c_(gz)为0.0887 m·s^(-1)和0.0298 m·s^(-1),水平群速度C_(gh)为12.7 m·s^(-1)和3.65 m·s^(-1),λ_h/λ_z为305:1和188:1,c_(gh)/c_(gz)为143:1和122:1.

基于激光雷达实测和动力学仿真方法研究中间层顶垂直风扰动特性

利用中国廊坊台站钠荧光多普勒激光雷达82h垂直风和水平风观测数据,统计得到中间层顶区域中存在10 m·s^(-1)量级的垂直风扰动和纬向风扰动,其中垂直风扰动远远超过平均风速为-0.015 m·s^(-1)的背景垂直风速.根据三维准单色重力波的极化关系和色散关系,对高中低三种频率重力波产生的垂直风扰动进行仿真,结果显示在满足短周期、大纬向风扰动条件下,高频重力波能够产生最大10m·s^(-1)量级的垂直风扰动,中频重力波能够产生10 m·s^(-1)以内的垂直风扰动,低频重力波能产生1m·s^(-1)以内的垂直风扰动.理论条件下准单色重力波能够产生10m·s^(-1)量级的垂直风扰动,钠激光雷达观测到的最大10m·s^(-1)量级的垂直风扰动真实存在.研究结果可对高层大气垂直风场探测、垂直风场模拟和重力波参数化提供依据.