平流层重力波的卫星观测与数值模拟研究
发布时间：2021-10-26 17:46
重力波作为一种平流层常见的中小尺度波,在全球的气象学、气候学、化学以及中高层大气与低层大气动力学中扮演着十分关键的角色。本文联合使用AMSU-A与MWTS微波观测数据研究了平流层重力波的时空分布特征和传播特征,对比分析了不同微波探测仪器在平流层重力波监测方面的差异。同时,在利用AIRS高光谱数据与ECMWF ERA-interim再分析数据研究中国内陆5次典型暴雨伴随重力波事件的基础上,进一步运用WRF模式重点分析了发生在山东省乳山市的一次暴雨过程,探讨了与暴雨相伴的平流层重力波的传播特征,以及重力波上传过程对暴雨发展的可能影响。（1）首先介绍了利用大气微波垂直探测器观测分析平流层重力波扰动的方法。随后,利用METOP-B卫星装载的AMSU-A观测,给出了冬季（12月）和夏季（8月）典型区域平流层重力波扰动特征分析结果,以及全球33km高度附近的强重力波扰动出现频率。结果表明,平流层重力波扰动的幅度呈现出高层大于低层的特征,夏季33km高度附近在安第斯山脉南部存在强重力波扰动,冬季在拉布拉多半岛附近存在强重力波扰动。（2）风云三号C星（FY-3C）同时装载有设置了506
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013年12月13日METOP-B/AMSU-A通道9（a）～14（f）亮温扰动及其极值(K)，依次对应80、50、25、10、5、2hPa高度，即18、21、26、33、38、45km(a)(b)
图 2.2 2013 年 12 月 13 日 22:04（UTC）METOP-B/AMSU-A 通道 9（a）～14（f）跨轨方向小波分析结果（图中等值线表示亮温扰动小波实部模的平方，单位：K2，图 2.4 亦然）2.2.2 安第斯山脉区域南半球安第斯山脉区域是全球地形重力波的典型区域之一。该区域一次重力波过程的 AMSU-A 通道 10～13 的观测结果如图 2.3 所示，同时图中给出了各通道亮温扰极值。由图可见，强扰动主要出现在安第斯山脉南部，尤以巴塔哥尼亚高原最显著。随着观测高度增加，探测到的扰动幅度逐渐增大，扰动分布的范围也逐渐扩大至南美洲大陆以东的广阔大西洋面。此外，在垂直方向上，对于相同的位置扰动的相位也发生了变化，如高原的西南端在 21km 高度为负扰动，而在 26km高度至 33km 高度则为正扰动，到 38km 高度时又变为负扰动。这进一步揭示了扰动的垂直变化特征。
图 2.3 2014 年 8 月 10 日 METOP-B/AMSU-A 通道 10（a）～13（d）亮温扰动及其极值(K)，依次对应 50、25、10、5hPa 高度，即 21、26、33、38km(c) (d)(a) (b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]临近空间重力波强扰动的卫星观测研究进展[J]. 徐凯,姚志刚,韩志刚,赵增亮,方涵先. 地球科学进展. 2017(01)
[2]2011年“7·25”山东乳山特大暴雨成因分析[J]. 梅婵娟,张灿,李宏江. 气象与环境科学. 2016(03)
[3]台风“梅花”诱发平流层重力波的数值模拟与AIRS观测[J]. 洪军,姚志刚,韩志刚,赵增亮,方涵先. 地球物理学报. 2015(07)
[4]AIRS观测的东亚夏季平流层重力波特征[J]. 姚志刚,赵增亮,韩志刚. 地球物理学报. 2015(04)
[5]中国高层大气与电离层耦合研究进展[J]. 万卫星,徐寄遥. 中国科学:地球科学. 2014(09)
[6]对流有效位能预报能力的统计分析[J]. 张建春,王海霞,陶祖钰. 暴雨灾害. 2014(03)
[7]FY-3 Meteorological Satellites and the Applications[J]. TANG Yunqiu,ZHANG Jiashen,WANG Jingsong. 空间科学学报. 2014(05)
[8]FY-3C微波湿温探测仪辐射测量特性[J]. 郭杨,卢乃锰,谷松岩,何杰颖,王振占. 应用气象学报. 2014(04)
[9]星载全球大气波动成像仪研究[J]. 钱浩俊,胡雄,涂翠. 空间科学学报. 2012(03)
[10]台风“麦莎”（Matsa）诱发平流层重力波的数值模拟[J]. 陈丹,陈泽宇,吕达仁. 中国科学:地球科学. 2011(12)
本文编号：3459931
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013年12月13日METOP-B/AMSU-A通道9（a）～14（f）亮温扰动及其极值(K)，依次对应80、50、25、10、5、2hPa高度，即18、21、26、33、38、45km(a)(b)
图 2.2 2013 年 12 月 13 日 22:04（UTC）METOP-B/AMSU-A 通道 9（a）～14（f）跨轨方向小波分析结果（图中等值线表示亮温扰动小波实部模的平方，单位：K2，图 2.4 亦然）2.2.2 安第斯山脉区域南半球安第斯山脉区域是全球地形重力波的典型区域之一。该区域一次重力波过程的 AMSU-A 通道 10～13 的观测结果如图 2.3 所示，同时图中给出了各通道亮温扰极值。由图可见，强扰动主要出现在安第斯山脉南部，尤以巴塔哥尼亚高原最显著。随着观测高度增加，探测到的扰动幅度逐渐增大，扰动分布的范围也逐渐扩大至南美洲大陆以东的广阔大西洋面。此外，在垂直方向上，对于相同的位置扰动的相位也发生了变化，如高原的西南端在 21km 高度为负扰动，而在 26km高度至 33km 高度则为正扰动，到 38km 高度时又变为负扰动。这进一步揭示了扰动的垂直变化特征。
图 2.3 2014 年 8 月 10 日 METOP-B/AMSU-A 通道 10（a）～13（d）亮温扰动及其极值(K)，依次对应 50、25、10、5hPa 高度，即 21、26、33、38km(c) (d)(a) (b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]临近空间重力波强扰动的卫星观测研究进展[J]. 徐凯,姚志刚,韩志刚,赵增亮,方涵先. 地球科学进展. 2017(01)
[2]2011年“7·25”山东乳山特大暴雨成因分析[J]. 梅婵娟,张灿,李宏江. 气象与环境科学. 2016(03)
[3]台风“梅花”诱发平流层重力波的数值模拟与AIRS观测[J]. 洪军,姚志刚,韩志刚,赵增亮,方涵先. 地球物理学报. 2015(07)
[4]AIRS观测的东亚夏季平流层重力波特征[J]. 姚志刚,赵增亮,韩志刚. 地球物理学报. 2015(04)
[5]中国高层大气与电离层耦合研究进展[J]. 万卫星,徐寄遥. 中国科学:地球科学. 2014(09)
[6]对流有效位能预报能力的统计分析[J]. 张建春,王海霞,陶祖钰. 暴雨灾害. 2014(03)
[7]FY-3 Meteorological Satellites and the Applications[J]. TANG Yunqiu,ZHANG Jiashen,WANG Jingsong. 空间科学学报. 2014(05)
[8]FY-3C微波湿温探测仪辐射测量特性[J]. 郭杨,卢乃锰,谷松岩,何杰颖,王振占. 应用气象学报. 2014(04)
[9]星载全球大气波动成像仪研究[J]. 钱浩俊,胡雄,涂翠. 空间科学学报. 2012(03)
[10]台风“麦莎”（Matsa）诱发平流层重力波的数值模拟[J]. 陈丹,陈泽宇,吕达仁. 中国科学:地球科学. 2011(12)
本文编号：3459931
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