1 / 20

电离层与中高层大气空间天气过程及建模研究

电离层与中高层大气空间天气过程及建模研究. 课题组成员： 万卫星 、 徐寄遥 （组长） 张东和 、 熊建刚 、 丁锋 、赵必强、 李国主、姜国英、 ……. 背景：日地空间系中的电离层空间天气. 外界的作用： 1 、太阳辐射产生和维持电离层 2 、太阳活动性调制电离层状态 3 、太阳风 / 磁层 / （极区）电离层耦合引起电离层扰动. 外界的作用： 1 、太阳辐射产生和维持电离层 2 、太阳活动性调制电离层状态 3 、太阳风 / 磁层 / （极区）电离层耦合引起电离层扰动. 外界的作用： 1 、太阳辐射产生和维持电离层 2 、太阳活动性调制电离层状态

stash
Download Presentation

电离层与中高层大气空间天气过程及建模研究

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 电离层与中高层大气空间天气过程及建模研究 课题组成员：万卫星、徐寄遥（组长） 张东和、熊建刚、丁锋、赵必强、 李国主、姜国英、……

  2. 背景：日地空间系中的电离层空间天气 外界的作用： 1、太阳辐射产生和维持电离层 2、太阳活动性调制电离层状态 3、太阳风/磁层/（极区）电离层耦合引起电离层扰动 外界的作用： 1、太阳辐射产生和维持电离层 2、太阳活动性调制电离层状态 3、太阳风/磁层/（极区）电离层耦合引起电离层扰动 外界的作用： 1、太阳辐射产生和维持电离层 2、太阳活动性调制电离层状态 3、太阳风/磁层/（极区）电离层耦合引起电离层扰动 电离层空间天气： 1、南北耦合：极区/高纬中低纬/赤道，电离层暴 2、上下耦合：（岩石圈）大气层电离层，电离层扰动 电离层空间天气： 1、南北耦合：极区/高纬中低纬/赤道，电离层暴 2、上下耦合：（岩石圈）大气层电离层，电离层扰动

  3. 总体目标：在进一步对电离层和中高层大气与空间天气相关的物理过程进行研究的基础上，深入理解电离层和中高层大气中各种波动的分布特征和演化规律，力争在本项目结束时，能够提供实用化的电离层和中高层大气模式。总体目标：在进一步对电离层和中高层大气与空间天气相关的物理过程进行研究的基础上，深入理解电离层和中高层大气中各种波动的分布特征和演化规律，力争在本项目结束时，能够提供实用化的电离层和中高层大气模式。 研究内容： • 中低纬电离层的暴时特性研究研究 • 中低纬电离层/大气层的耦合研究 • 电离层模式化研究 • 中高层大气潮汐波特性与参数化研究 • 中高层大气对太阳活动和辐射变化的响应的探索性研究及参数化

  4. 研究内容分解 1. 中低纬电离层的暴时特性研究研究 1.1中低纬电离层的暴时动力过程现象研究 1.2 低纬电离层闪烁研究 主要承担人：张东和、丁锋、赵必强、李国主 2. 中低纬电离层/大气层的耦合研究 2.1电离层中大尺度大气波动的信息诊断 2.2电离层/大气层耦合动力过程机理研究 主要承担人：万卫星、熊建刚（、徐寄遥）

  5. 3. 电离层模式化研究 3.1 电离层经验模式 3.2 电离层理论模式 3.3 电离层数据同化研究 主要承担人：万卫星、丁锋 4. 中高层大气潮汐波特性与参数化研究 4.1中高层大气高阶迁移波模的研究 4.2中高层大气非迁移潮汐波的研究 主要承担人：徐寄遥、姜国英（、熊建刚 、万卫星） 5. 中高层大气对太阳活动和辐射变化的响应的探索性研究及参数化 5.1 中高层大气变化性的参数化 5.2 中高层大气预报模式研究 主要承担人：徐寄遥、姜国英（、熊建刚 ）

  6. 方案及技术路线：观测 • 数字测高仪链、GPS-TEC链、高频多普勒 • 电离层暴、电离层/大气层耦合 • 流星雷达链、激光雷达、气辉、FP干涉仪 • 电离层/大气层耦合、大气波动 • VHF雷达、GPS-闪烁 • 电离层/大气层耦合、电离层闪烁

  7. 主要设备： • 测高仪链 • 流星雷达链 • GPS-TEC/闪烁 • FP干涉仪 • HF多普勒 • 气辉 • 激光雷达 • VHF雷达

  8. 方案及技术路线：天基数据(全球) • GIMs, DMSP, F3/C, CHAMP, … • TIMED/SEBER, TIMED/TIDI, … • SPIDR, NECP, … • 方案及技术路线：模式 • TIME-IGGCAS • TIDM-IGGCAS-II • GCITEM-IGGCAS • …

  9. 高热层温度场和风场 春分(左)和夏至(右)0000UT时GCITEM(上图)和MSIS00/HWM (下图)分别给出的405km处中性温度和中性风场随经度(地方时)和纬度的分布，图中的箭头表示中性风的强度和方向

  10. 低热层温度场和风场 春分(左)和夏至(右)0000UT时GCITEM(上图)和MSIS0/HWM(下图)分别给出的122km处中性温度和中性风场随经度(地方时)和纬度的分布，图中的箭头表示中性风的强度和方向

  11. 电离层电子密度 GCITEM给出的春分(左)和夏至(右)0000UT时NmF2 (m-3, 上图)和122km处的电子密度 (m-3,下图)随经度(地方时)和纬度的分布，黑线为倾角赤道

  12. GCITEM给出的春分(上)和夏至(下) 0000UT时405km处电离层电势随经度(地方时)和纬度的分布 电离层电势

  13. 模式的温度结果（徐寄遥等） 第80天90km处全球 温度随世界时变化 第170天90km处全球 温度随世界时变化

  14. 已发表的标注论文(IGGCAS) Wan, W., J. Xiong, Z. Ren, L. Liu, M.‐L. Zhang, F. Ding, B. Ning, B. Zhao, and X. Yue (2010), Correlation between the ionospheric WN4 signature and the upper atmospheric DE3 tide, J. Geophys. Res., 115, A11303, doi:10.1029/2010JA015527. Wei, Y., W. Wan, Z. Pu, M. Hong, Q. Zong, J. Guo, B. Zhao, and Z. Ren (2011), The transition to overshielding after sharp and gradual IMF northward turning,J.Geophys. Res., doi:10.1029/2010JA015985. Zhao, B., W. Wan, X. Yue, L. Liu, Z. Ren, M. He, and J. Liu (2011), Global characteristics of occurrence of an additional layer in the ionosphere observed by COSMIC /FORMOSAT-3, Geophys. Res. Lett., doi:10.1029/2010GL045744. Zhao, B., W. Wan, B. Reinisch, X. Yue, H. Le, J. Liu, and B. Xiong (2011), Features of the F3 layer in the low-latitude ionosphere at sunset, J. Geophys.Res., doi:10.1029 /2010JA016111. Ren Z. , W. Wan, L. Liu, and J. Xiong, (2011), Simulated longitudinal variations in the lower thermospheric nitric oxide induced by 3 non-migrating tides, J. Geophys.Res., doi:10.2010JA016131RR 宋茜，丁锋 ，万卫星等，北美地区夜间中尺度电离层行进式扰动的GPS台网监测研究，地球物理学报，2011，inpress

  15. 研究进展：以电离层/大气层耦合为例

  16. 上个“973”课题的成果：WN4的气候学特性 Wan et al (2008), Geophys. Res. Lett.

  17. 本“973”课题的工作：WN4与DE3的相关研究 发现：WN4与DE3-U相关，与DE3-V无关 解释：DE3-U对称分布，DE3-V反对称分布 Wan et al., JGR, 2010

  18. 机理：对称DE3-U 产生的电场在F层相互叠加 ；反对称DE3-V产生的电场相互抵消 Wan et al., JGR, 2010 模拟：用观测驱动数值模式，再现了观测结果，证实DE3WN4机理 Ren et al., JGR, 2010

  19. 模拟研究（下一步工作）

  20. 电离层经度四波结构研究电离层物理学科组 Wan et al (2008), Geophys. Res. Lett. Ren et al (2008), Geophys. Res. Lett. Liu et al (2008), J. Geophys. Res. Liu et al (2009), J. Geophys. Res. Ren et al (2009), J. Geophys. Res. • Wan et al (2010), J. Geophys. Res. • Ren et al (2010), J. Geophys. Res. Liu et al (2010), Adv. Space Res. He et al (2010), Geophys. Res. Lett. • Mu et al (2010), Chin. Sci. Bull. • Ren et al (2011), J. Geophys. Res. (in press) • Zhao et al (2011), Geophys. Res. Lett. (in press)

More Related