中高層大氣風(fēng)場(chǎng)是中高層大氣動(dòng)力學(xué),、光化學(xué)和電動(dòng)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(duì)大氣波動(dòng)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(dòng)力學(xué)過程,。目前對(duì)風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)的現(xiàn)狀是：一般是通過地基觀測(cè)獲得部分地點(diǎn)或者部分高度上的風(fēng)場(chǎng),，通過衛(wèi)星觀測(cè)可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋,，但高度范圍和地方時(shí)覆蓋非常有限,。再分析數(shù)據(jù)是利用觀測(cè)和理論相結(jié)合對(duì)各參數(shù)進(jìn)行全區(qū)域和全地方時(shí)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(cè)和理論分析，獲得具有長期連續(xù)時(shí)空分布的中高層大氣風(fēng)場(chǎng),，在一定程度上可以解決大氣動(dòng)力學(xué),、光化學(xué)和電動(dòng)力學(xué)過程研究及其應(yīng)用對(duì)風(fēng)場(chǎng)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(cè)器測(cè)量的從2002年至今的大氣溫度和壓強(qiáng)等參數(shù),，借助于平衡風(fēng)理論和地基流星雷達(dá)的觀測(cè)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(chǎng)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(chǎng)數(shù)據(jù)（UARP）,、水平風(fēng)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?/span>HWM14）以及分布在29.7°S~53°N范圍內(nèi)7個(gè)地基臺(tái)站流星雷達(dá)和激光雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，驗(yàn)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(shí)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(duì)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(chǎng)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(dòng)傳播和互相作用的風(fēng)場(chǎng)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(xiàng)目、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃,、河南自然科學(xué)基金,、空間天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)研究基金和開放研究課題等的資助。
圖1. 由平衡風(fēng)理論得到的赤道上空2002-2019年18-100公里的緯向風(fēng)場(chǎng)（圖a）,，和重建后的緯向風(fēng)場(chǎng)（圖b和c）,。重建風(fēng)場(chǎng)克服了赤道上空80-100 km高度范圍內(nèi)的虛假東向風(fēng)。
圖2. 重建風(fēng)場(chǎng)與流星雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果的比較（黑線：重建風(fēng)場(chǎng),；紅線：流星雷達(dá)實(shí)測(cè)的緯向風(fēng)場(chǎng)）,。
論文鏈接：https://doi.org/10.5194/essd-13-5643-2021
數(shù)據(jù)鏈接：https://doi.org/10.12176/01.99.00574
該項(xiàng)工作于2021年12月31日在如下網(wǎng)站同時(shí)報(bào)道：
中國科學(xué)院官網(wǎng)：https://www.cas.cn/syky/202112/t20211231_4820413.shtml
中國科學(xué)院國家空間中心官網(wǎng)：http://www.nssc.ac.cn/xwdt2015/kydt2015/202112/t20211231_6331276.html
中國科學(xué)院國家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心官網(wǎng)：https://www.nssdc.ac.cn/mhsy/html/newsdec.html?5253ac41-c6c2-4808-bedd-b7062e830e98
