利用流量回波高度研究中性大气密度和温度的变化
发布时间：2020-10-26 07:30
流星尾迹大部分是出现在距离地面80~100km左右的中层顶区域,流星的产生是由于宇宙中的陨石和尘埃与大气层发生摩擦产生,陨石和尘埃玉大气层的燃烧气化形成一团等离子柱,就是我们人眼睛看到的流星。地面上的大型雷达发射信号可以收集到等离子柱的运动信息,再进行数据处理,我们可以利用这些信息做很多的科学研究。探测高层大气的变化是一个重要而富有挑战性的问题,在流星峰的高度由流星雷达观测到的变化应该在流星消融区含有中性密度信息,在这项工作中,我收集了近20年的武汉的流星雷达观测数据来完成这项工作,收集了流量峰高度的时间分布图,利用正态分布假设,通过对流星雷达回波高度分布的最小二乘法拟合确定了流星峰高度,研究流星峰值高度与季节性变化,利用流星回波高度研究当地的大气密度变化和温度变化情况。电离层是地球离化的中性大气层,属于高层大气层的一部分,在该区域存在着大量的自由电子,自由电子的运动可以影响到无线电波的传播。电离层作为高层大气的一部分,近年来通过对高层大气层不断地的研究探索,人们愈加发现高层大气电离层在气象问题方面起到相当重要的影响作用。本文所介绍的流星雷达是研究探索该区域大气参数的重要工具之一,流星雷达在大气风场、潮汐波、行星波以及高层大气的密度温度等参数的探测研究中发挥着非常重要的作用,因此可以利用流星雷达收集到的流星尾迹的运动规律研究中高层大气的很多大气参数,本文的目的是利用流星雷达来研究中层顶附近的密度和温度的变化规律,这只是流星雷达作用的一部分。流星体主要是在高层大气的中层顶附近燃烧气化,并且以双极扩散的形式在大气中运动扩散,形成流星尾迹,利用流星雷达所检测到的流星尾迹运动规律以及出现高度和扩散时间,可以拟合出该区域大气层的双极扩散系数,双极扩散系数与大气的温度和密度存在着一定的相关关系,进而反推出高层大气的密度和温度等各项参数。通过研究,流星尾迹形成以后主要以双极扩散形式扩散,利用流星雷达所检测到的流星尾迹的运动规律,我们可以研究该区域的大气的双极扩散系数,流星雷达可以准确计算出流星尾迹出现区域的双极扩散系数(D_a),利用流星尾迹得到的双极扩散系数的数据,进一步可以得到了双极扩散系数与高度的经验关系:h和D_a关系式,经过计算在所有月份,双极扩散系数的标高大约为6-8 km,比CIRA-86模式给出的大气气压标高要偏大1-1.5 km。在第四章和第五章,我们推过理论知识的推导和计算,分析出利用流星雷达提供的数据计算出中层顶附近的温度、压强、密度以及标高等参数的方法,画出武汉中层顶附近的温度密度压强年变化和短期变化图,分析和推测了中层顶附近中性大气参数的年变化和短期波动。总之,本文的工作,对了解武汉中层顶附近大气压强密度变化、大气温度变化特征,以及MLT区风场对低电离层的影响具有重要意义。
【学位单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P352
【部分图文】：
21.2 中性大气层的结构如图1.1大气分层图所示，地球的大气层由低到高分别为对流层、平流层和中层顶，对流层以上的中性大气层我们统一称之为中高层大气，中高层大气参数同时受到光照、动力学、热力学和辐射的作用所影响，在中高层大气的中层顶附近，是流星主要出现的区域。流星余迹主要出现在大气层的中层顶附近，我们研究的课题也是利用流星雷达来探索中性大气层的相关信息，所以下面首先介绍一下中性大气层的结构。因为电离层是离化的中性大气层，作为电离层背景的中性大气层，当他的物理参数如压强 p、密度ρ、温度 T、及其组成的物理成分发生变化时，肯定会影响电离层物理特征和参数的变化[2]。为研究电离层物理
2 流星雷达基础知识及其相关技术功能介绍体、流星、流星雨和流星尾迹阳系内，除了拥有太阳和主行星等之外，在宇宙中还有大量的微小尘也随着太阳运动，在靠近地球的轨道时候，它们会受到地球的引力所轨道发生改变，就有可能进入地球的的大气层。这些微小颗粒进入大球的运动速度很快（11-72km/s 左右），所以它们与地球的大气分子碰撞，迅速燃烧气化，形成流星尾迹，在夜间的天空中表现为一条明亮就是我们人眼在夜间所见到的流星，造成流星现象的微粒颗粒我们称体一般都是在距离地面 70-110km 左右的中层顶附近燃烧气化，所以星现象一般也都是出现在这个区域[7]。
2 流星雷达基础知识及其相关技术功能介绍汉中高层大气的温度、密度和标高等参数的变化工作，关于武汉流星部分物理参数请见表 2.1。雷达干涉仪技术雷达干涉仪技术利用各个天线接收到回波信号的相位差来确定流星如图公式(2.1）所示，到达角 可用下式求出： 2 sin10d 三维空间的到达角，利用两组正交的类似图 2.2 的天线组合即可求
【参考文献】
本文编号：2856699
【学位单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P352
【部分图文】：
21.2 中性大气层的结构如图1.1大气分层图所示，地球的大气层由低到高分别为对流层、平流层和中层顶，对流层以上的中性大气层我们统一称之为中高层大气，中高层大气参数同时受到光照、动力学、热力学和辐射的作用所影响，在中高层大气的中层顶附近，是流星主要出现的区域。流星余迹主要出现在大气层的中层顶附近，我们研究的课题也是利用流星雷达来探索中性大气层的相关信息，所以下面首先介绍一下中性大气层的结构。因为电离层是离化的中性大气层，作为电离层背景的中性大气层，当他的物理参数如压强 p、密度ρ、温度 T、及其组成的物理成分发生变化时，肯定会影响电离层物理特征和参数的变化[2]。为研究电离层物理
2 流星雷达基础知识及其相关技术功能介绍体、流星、流星雨和流星尾迹阳系内，除了拥有太阳和主行星等之外，在宇宙中还有大量的微小尘也随着太阳运动，在靠近地球的轨道时候，它们会受到地球的引力所轨道发生改变，就有可能进入地球的的大气层。这些微小颗粒进入大球的运动速度很快（11-72km/s 左右），所以它们与地球的大气分子碰撞，迅速燃烧气化，形成流星尾迹，在夜间的天空中表现为一条明亮就是我们人眼在夜间所见到的流星，造成流星现象的微粒颗粒我们称体一般都是在距离地面 70-110km 左右的中层顶附近燃烧气化，所以星现象一般也都是出现在这个区域[7]。
2 流星雷达基础知识及其相关技术功能介绍汉中高层大气的温度、密度和标高等参数的变化工作，关于武汉流星部分物理参数请见表 2.1。雷达干涉仪技术雷达干涉仪技术利用各个天线接收到回波信号的相位差来确定流星如图公式(2.1）所示，到达角 可用下式求出： 2 sin10d 三维空间的到达角，利用两组正交的类似图 2.2 的天线组合即可求
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 方欣;谷升阳;班超;李陶;熊建刚;宁百齐;窦贤康;王宁宁;;合肥钠测温测风激光雷达与武汉流星雷达水平风场的对比研究[J];量子电子学报;2013年01期
2 谷升阳;李陶;Alan Liu;Gary Swenson;Chester Gardner;Dennis Riggin;David Fritts;;Hawaii地区钠激光雷达与流星雷达和中频雷达同时观测水平风场的对比分析[J];量子电子学报;2013年01期
3 张雅彬;徐彬;薛昆;赵蕾;陈金松;;流星参数的数值分析和流星高度分布模型[J];空间科学学报;2011年04期
相关硕士学位论文 前1条
1 潘凌云;宽带流星雷达硬件系统的设计与实现[D];武汉大学;2017年
本文编号：2856699
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/2856699.html
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