基于Fabry-Perot干涉仪气辉观测数据反演大气风速和温度的研究

发布时间：2025-01-04 00:46

　　高层大气风场和温度场是研究太阳和地磁活动引起的热层暴和电离层暴、热层-电离层耦合、以及高层大气动力学非常重要的物理参数。高层大气既是近地空间环境预报的重点区域,又是大多数卫星轨道所在的区域,所以对高层大气风场和温度的探测和研究具有重要的科学意义和应用价值。由于探测的困难和数据的缺乏,对于高层大气风场和温度的认识还非常有限,是目前国际上空间天气研究的热点课题。具有高分辨率和高灵敏度的Fabry-Perot干涉仪(FPI)被广泛的应用于中高层大气气辉的观测中,通过观测夜间所发生的OI 630.0 nm的微弱气辉辐射,光谱仪可以获取明暗相间的干涉圆环。所观测到的干涉圆环图样包含有气辉辐射层风速引起的波长多普勒频移信息和温度引起的多普勒热增宽的信息。通过对干涉条纹的处理,可反演出高层大气风速和温度。本文主要是基于FPI干涉仪观测的气辉数据对反演大气风速和温度的方法进行研究和对比。利用半径法、完整的傅里叶级数描述法和非线性回归拟合方法分别对安装在河北省境内国家天文台兴隆园区(40.2°N,117.4°E)的FPI所获得的地基中高层大气气辉观测数据进行风速和温度的反演。反演结果表明,半径法只能反演出...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1干涉原理图

图2.1干涉原理图Figure2.1Fabry-Perotinterferometerstructure行光，虽然所经过的路程不同，但两相邻的透射光点时，彼此的光程差都相等（Huang，2012）。两平为反射率，两平行板间介质的折射率为u,u为标准折射角，....

图2.2透射强度随反射率的变化

基于Fabry-Perot干涉仪气辉观测数据反演大气风速和温度的研究干涉相长，表现为亮条纹,当(m1/2)/干涉相m=1,2,3,4……..R、d、u、、有关，当入射光为单色光，R、相当于改变入射角），其A()随之改变。光源为单....

图2.3自由光谱区对透射强度的影响

=0.04：图2.3自由光谱区对透射强度的影响Figure2.3Theinfluenceoffreespectralregionontransmissionintensity2.3理想情况下的FPI干涉图2.3.1多普勒展宽由于光源粒子的随机热....

图2.4模拟的一维干涉图

第2章干涉仪及其探测原理涉条纹发生频移。测到的波长为:0(1v/c)…（风速为0时的波长，c为光速，v为风速。当风速沿观测方向时离观测方向时取+。涉图像的正演模型（2.31）式和（2.32式）即可画出仪器函数和源函数卷积后的一图2.4所示，其....

本文编号：4022638