基于火箭探空的临近空间大气风
发布时间：2021-03-02 04:00
本研究工作由三部分构成,一是利用火箭探空数据分析了平流层内的风场特征;二是基于火箭探空温度数据进行了相关的统计特征分析;三是提出一种新的算法计算湍流层顶高度并分析了其变化特征。主要内容和结果如下:（1）根据1974-2004年间由65次火箭探测试验获取的酒泉上空风场数据,分析了平流层中的风场特征:在固定高度,风速遵从对数正态分布;月平均的纬向风呈现出一个年周期变化,并且在较高的高度振幅较大;季节性的平均风在冬季是西风,而在夏季是东风,在春季和秋季,从平流层的高层至低层纬向风的风向是变化的;火箭探测的纬向风观测数据与HWM07模式风场数据之间的相关系数是0.7,而MERRA再分析风场数据与火箭探测的纬向风数据之间比较吻合,相关系数达到0.98,另外模式风场数据和再分析资料的经向风都与火箭数据之间存在较大的偏差。此外,本部分还对平流层突然增温对冬季纬向风的影响进行了探讨,平流层突然增温是引起HWM07模式与观测资料之间出现较大偏差的原因之一,因为它改变了纬向风的风向。（2）基于1974-2014年间由火箭探测获取的酒泉上空20-60km高度范围的大气温度数据,通过与MSIS模式数据在各个季...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
临近空间平流层飞艇（图片来自中国航天报飞天科普周刊，2014/09/05）
2.1 引言探空火箭是用于在近地空间进行数据探测和科学试验的一类火箭，与航天运载火箭不同，其载荷通常为探测载荷。中国最早的探空火箭是用于气象探测的气象火箭，第一枚探空火箭于 1960 年 9 月发射。气象火箭主要用于 20-80km 高度范围内的大气温度、气压、密度以及风速风向等气象要素的探测，本文所采用的火箭数据也是气象火箭所获取的。从 1960 年至今约 50 余年间，发射的探空火箭数量颇大，由于各种原因，获取到有效数据的气象火箭的发射时次在时间的轨迹上显得断断续续，其中在上世纪 80 年代后我国的探空火箭事业停滞了数年。随着科技的进步，探空火箭的型号和探测技术也不断改进，从早期的织女一号火箭到近年来的天鹰 4 号火箭，从早期的简单的探空仪到子午工程中探空火箭搭载的鲲鹏一号探空仪，我国的探空火箭技术日趋成熟。如图 1 所示为天鹰二号探空火箭的结构组成。载荷是探空火箭的关键所在，2011 年 5月子午工程探空火箭试验搭载的鲲鹏一号探空仪就包含了朗缪尔探针、双臂探针式电场仪、大气微量成分探空仪三个探测载荷[6,38]。
图 2.8 在 28km、38km 和 48km 高度上的月平均的纬向风。小圆圈表示观测数据，黑色曲线表拟合曲线。底部是 1967-2004 年的火箭探测风场数据在 12 个月的分布情况。表 2.4 不同高度对应的拟合函数中的系数和拟合优度的相关统计值高度 28 km 38 km 48 km0u20.7 25.9 36.40t1.2 0.5 0.4R-square 0.66 0.72 0.62rmse 11.3 13.8 24.22.4.2 风场的季节变化一般而言，中纬地区平流层的风在冬季是西风而在夏季是东风。由于太阳辐射均匀，在冬季上层气流从低纬地区向中纬地区流动，在科氏力的影响下变成西风。理，在夏季中纬地区的上层气流向低纬地区流动，在科氏力作用下变成东风。因此
【参考文献】：
期刊论文
[1]近30年北半球冬季臭氧总量分布特征及其与平流层温度的关系[J]. 李刚,谭言科,李崇银,陈书驰,白涛,杨道勇,张滢. 地球物理学报. 2015(05)
[2]冬季强、弱平流层增温事件的发生与春季最后增温事件爆发早晚的联系[J]. 胡景高,任荣彩,徐海明,杨双艳. 中国科学:地球科学. 2015(04)
[3]临近空间的性质争议及法律定位[J]. 陈聪. 学术交流. 2015(04)
[4]中国区域探空资料与再分析资料风速场的对比分析[J]. 赵佳莹,徐海明. 气候与环境研究. 2014(05)
[5]临近空间卫星探测温度数据的精度评估[J]. 范志强,罗杰,石汉青,姜祝辉,刘珏. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2014(02)
[6]临近空间气象火箭探测资料精度的综合评估[J]. 范志强,盛峥,万黎,石汉青,江宇. 物理学报. 2013(19)
[7]中间层顶变化的SABER/TIMED卫星观测[J]. 操文祥,张绍东,易帆,黄春明. 地球物理学报. 2012(08)
[8]利用小波降噪的瑞利激光雷达平流层温度反演[J]. 田力,郭胜利,卜令兵,黄兴友,夏俊荣. 红外与激光工程. 2012(03)
[9]临近空间通信平台及其军事应用[J]. 欧阳向京,陈树新. 火力与指挥控制. 2012(02)
[10]子午工程首枚气象火箭大气探测结果分析[J]. 姜国英,徐寄遥,史东波,韦峰,王连忠. 科学通报. 2011(19)
博士论文
[1]中间层顶与湍流层顶的SABER/TIMED观测研究[D]. 操文祥.武汉大学 2012
本文编号：3058561
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
临近空间平流层飞艇（图片来自中国航天报飞天科普周刊，2014/09/05）
2.1 引言探空火箭是用于在近地空间进行数据探测和科学试验的一类火箭，与航天运载火箭不同，其载荷通常为探测载荷。中国最早的探空火箭是用于气象探测的气象火箭，第一枚探空火箭于 1960 年 9 月发射。气象火箭主要用于 20-80km 高度范围内的大气温度、气压、密度以及风速风向等气象要素的探测，本文所采用的火箭数据也是气象火箭所获取的。从 1960 年至今约 50 余年间，发射的探空火箭数量颇大，由于各种原因，获取到有效数据的气象火箭的发射时次在时间的轨迹上显得断断续续，其中在上世纪 80 年代后我国的探空火箭事业停滞了数年。随着科技的进步，探空火箭的型号和探测技术也不断改进，从早期的织女一号火箭到近年来的天鹰 4 号火箭，从早期的简单的探空仪到子午工程中探空火箭搭载的鲲鹏一号探空仪，我国的探空火箭技术日趋成熟。如图 1 所示为天鹰二号探空火箭的结构组成。载荷是探空火箭的关键所在，2011 年 5月子午工程探空火箭试验搭载的鲲鹏一号探空仪就包含了朗缪尔探针、双臂探针式电场仪、大气微量成分探空仪三个探测载荷[6,38]。
图 2.8 在 28km、38km 和 48km 高度上的月平均的纬向风。小圆圈表示观测数据，黑色曲线表拟合曲线。底部是 1967-2004 年的火箭探测风场数据在 12 个月的分布情况。表 2.4 不同高度对应的拟合函数中的系数和拟合优度的相关统计值高度 28 km 38 km 48 km0u20.7 25.9 36.40t1.2 0.5 0.4R-square 0.66 0.72 0.62rmse 11.3 13.8 24.22.4.2 风场的季节变化一般而言，中纬地区平流层的风在冬季是西风而在夏季是东风。由于太阳辐射均匀，在冬季上层气流从低纬地区向中纬地区流动，在科氏力的影响下变成西风。理，在夏季中纬地区的上层气流向低纬地区流动，在科氏力作用下变成东风。因此
【参考文献】：
期刊论文
[1]近30年北半球冬季臭氧总量分布特征及其与平流层温度的关系[J]. 李刚,谭言科,李崇银,陈书驰,白涛,杨道勇,张滢. 地球物理学报. 2015(05)
[2]冬季强、弱平流层增温事件的发生与春季最后增温事件爆发早晚的联系[J]. 胡景高,任荣彩,徐海明,杨双艳. 中国科学:地球科学. 2015(04)
[3]临近空间的性质争议及法律定位[J]. 陈聪. 学术交流. 2015(04)
[4]中国区域探空资料与再分析资料风速场的对比分析[J]. 赵佳莹,徐海明. 气候与环境研究. 2014(05)
[5]临近空间卫星探测温度数据的精度评估[J]. 范志强,罗杰,石汉青,姜祝辉,刘珏. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2014(02)
[6]临近空间气象火箭探测资料精度的综合评估[J]. 范志强,盛峥,万黎,石汉青,江宇. 物理学报. 2013(19)
[7]中间层顶变化的SABER/TIMED卫星观测[J]. 操文祥,张绍东,易帆,黄春明. 地球物理学报. 2012(08)
[8]利用小波降噪的瑞利激光雷达平流层温度反演[J]. 田力,郭胜利,卜令兵,黄兴友,夏俊荣. 红外与激光工程. 2012(03)
[9]临近空间通信平台及其军事应用[J]. 欧阳向京,陈树新. 火力与指挥控制. 2012(02)
[10]子午工程首枚气象火箭大气探测结果分析[J]. 姜国英,徐寄遥,史东波,韦峰,王连忠. 科学通报. 2011(19)
博士论文
[1]中间层顶与湍流层顶的SABER/TIMED观测研究[D]. 操文祥.武汉大学 2012
本文编号：3058561
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