多经度流星雷达组网观测研究中纬地区高层大气准12小时波动

在中纬地区的中高层大气中,幅度最强的震荡是周期为12小时的太阳潮汐。几乎所有相关的观测性研究都基于单点观测,要么基于单台站地基观测,要么基于单卫星的空基观测。前者通常可以达到很高的频率分辨率,但无法判定相关波动的水平尺度;而后者相反,可以分解不同空间尺度的波动,但通常受卫星轨道的限制,频率分辨率较为逊色。为了突破这些单点观测的限制,德国莱布尼兹大气物理研究所Jorge Chau教授团队何茂盛博士等利用北京空间环境国家野外站漠河和北京流星雷达,结合中纬三个经度段的其它3台流星雷达的观测,在频率和水平尺度上分解12小时附近的六个波动,即太阳和太阴的迁移潮汐分量,两个非迁移太阳潮汐分量,以及太阳潮汐与行星波非线性相互作用的两个子波。利用多年的数据统计分析这六个波动对平流层增温的响应。研究发现,与之前文献报道类似,太阴潮汐和两个相互作用子波在平流层增温期间均有显著增强,太阳潮汐的迁移分量反而有所减弱。令人意外的是,这两个被关注的非迁移太阳潮汐成分并未增强,这与之前的文献相违背。之前的海量文献报道了这两个非迁移太阳潮汐在平流层增温期间的增强。作者认为,由于上文提到的单点观测的限制,之前的文献均把非线性相互作用的两个子波误读成了太阳潮汐。

该研究成果发表在Atmos. Chem. Phys. (DOI: 10.5194/acp-2018-1320),致谢了北京空间环境国家野外站。

本工作用到的5台流星雷达分布,括号内是雷达提供数据的年份