我院劉曉教授通過國內(nèi)外合作基于衛(wèi)星和地基觀測數(shù)據(jù)重構(gòu)中高層大氣風(fēng)場數(shù)據(jù)集

發(fā)布時間：2022-02-18瀏覽次數(shù)：1207

中高層大氣風(fēng)場是中高層大氣動力學(xué)、光化學(xué)和電動力學(xué)過程研究以及應(yīng)用中的重要參數(shù)之一,。它通過環(huán)流影響全球大氣結(jié)構(gòu)和大氣成分的分布,；通過對大氣波動的調(diào)制影響其傳播過程；通過中性成分與帶電粒子之間的碰撞影響電動力學(xué)過程。目前對風(fēng)場觀測的現(xiàn)狀是：一般是通過地基觀測獲得部分地點或者部分高度上的風(fēng)場,，通過衛(wèi)星觀測可以實現(xiàn)全球覆蓋,，但高度范圍和地方時覆蓋非常有限。再分析數(shù)據(jù)是利用觀測和理論相結(jié)合對各參數(shù)進行全區(qū)域和全地方時重構(gòu),，其可靠高度范圍僅到60km左右,。因此，開展星地聯(lián)合觀測和理論分析,，獲得具有長期連續(xù)時空分布的中高層大氣風(fēng)場,，在一定程度上可以解決大氣動力學(xué)、光化學(xué)和電動力學(xué)過程研究及其應(yīng)用對風(fēng)場數(shù)據(jù)的緊迫需求,。

最近,，我院劉曉教授與國內(nèi)外多家單位合作利用TIMED衛(wèi)星上搭載的SABER探測器測量的從2002年至今的大氣溫度和壓強等參數(shù)，借助于平衡風(fēng)理論和地基流星雷達(dá)的觀測數(shù)據(jù),，獲得了高度范圍為18-100 公里和緯度范圍為50°S~50°N的從2002年到2019年期間逐月緯向風(fēng)場數(shù)據(jù)集(簡稱全球平衡風(fēng)數(shù)據(jù)),。合作單位包括中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,，美國漢普頓大學(xué),，美國猶他大學(xué)，巴西空間研究所等,。

通過與MERRA2再分析數(shù)據(jù),、UARS衛(wèi)星參考風(fēng)場數(shù)據(jù)（UARP）、水平風(fēng)場經(jīng)驗?zāi)Ｊ剑?/span>HWM14）以及分布在29.7°S~53°N范圍內(nèi)7個地基臺站流星雷達(dá)和激光雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)的對比分析,，驗證了該數(shù)據(jù)集從平流層到低熱層的大垂直跨度和18年的大時間跨度內(nèi)均具有良好的可靠性,。

目前，上述研究成果以Global balanced wind derived from SABER temperature and pressure observations and its validations為題,，發(fā)表在Earth System Science Data上 (影響因子11.33),，對應(yīng)的數(shù)據(jù)集已在國家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心在線發(fā)布。該風(fēng)場數(shù)據(jù)集可用于研究平流層到低熱層大氣的季節(jié)變化,、年際變化,、QBO、ENSO以及太陽周等多尺度過程的全球特征,，也可作為研究大氣波動傳播和互相作用的風(fēng)場背景數(shù)據(jù)。

該研究工作得到國家自然科學(xué)基金委,、中國科學(xué)院大型基礎(chǔ)設(shè)施（子午工程）開放研究項目,、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團隊計劃、河南自然科學(xué)基金,、空間天氣學(xué)國家重點實驗室專項研究基金和開放研究課題等的資助,。