基于激光雷达观测对中间层—低热层惯性重力波活动的研究

发布时间：2023-05-11 01:06

　　利用Andes观测站(30.3°S,70.7°W)激光雷达2016年6月8—9日11.6 h的风场、温度以及钠原子数密度的观测数据,研究了在中间层顶区域一个惯性重力波活动事件。谱分析表明,这个惯性重力波的周期大约是6.6h,垂直波长和水平波长大约为7.5 km和826 km。根据矢端曲线法分析发现,此惯性重力波的传播方向大约为西偏北38.6°。计算出它的垂直群速度约为0.2 ms-1,水平群速度约为 20.4ms-1。根据重力波的偏振关系和多普勒平移方程,计算得到此惯性重力波的本征频率和水平波数。该惯性重力波水平传播方向的背景风大约为7.4 ms-1,并且它的本征周期为8.7 h大于观测周期6.6 h。当惯性重力波的本征水平群速度和垂直群速度大于它们的垂直风速时,它们的水平传播方向会小于或大于大约2-3°。我们提取到的惯性重力波参数都是典型的惯性重力波参数,以前很多研究都已经证实。因为在不同的大气层存在着许多有意义的波源,所以本文中惯性重力波的观测事件是一种相对普遍的现象。利用HWM07模式和MSISE00模式的数据,采用射线追踪技术,寻找波源。射线追踪表明上传惯性重力波可能来自于平流...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 中间层和低热层介绍
    1.2 研究进展和背景
第二章 大气重力波
    2.1 重力波
        2.1.1 重力波线性理论
        2.1.2 WKB方法
        2.1.3 背景风效应
        2.1.4 波活动守恒定律
    2.2 重力波的分类
        2.2.1 高频重力波
        2.2.2 中频重力波
        2.2.3 低频重力波
    2.3 惯性重力波
第三章 数据来源和分析方法
    3.1 数据来源
        3.1.1 钠激光雷达数据
        3.1.2 MSISE00模式数据
        3.1.3 HWM风场模式数据
    3.2 数据分析方法
        3.2.1 数据预处理
        3.2.2 快速傅里叶变换
        3.2.3 Lomb-sargle谱分析
        3.2.4 拟合
        3.2.5 矢端曲线方法
第四章 惯性重力波研究
    4.1 引言
    4.2 总扰动场
    4.3 惯性重力波参数
        4.3.1 垂直波数
        4.3.2 观测周期
        4.3.3 波的传播方向
        4.3.4 水平波数和本征频率
        4.3.5 群速度、相速度、动能和势能
        4.3.6 验证偏振关系
        4.3.7 不稳定性分析
    4.4 惯性重力波的来源
第五章 钠原子数密度
    5.1 引言
    5.2 钠原子数密度
    5.3 惯性重力波与钠原子数密度的相关性
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来展望
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3813848