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        作者:呂達仁等 來源:AAS 發布時間:2017/1/23 22:49:43
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        北京MST雷達探測對流層-下平流層研究獲進展

         

        北京MST雷達是我國子午工程(由一系列地基的探測系統沿著120°E經線以及30°N緯度線附近分布,用于連續監測中高層大氣以及空間環境等的國家重大基礎設施項目)建設的國內僅有的兩部MST雷達之一,坐落在河北香河(39°45′14.40″N, 116°59′24.00″E),由中國科學院大氣物理研究所負責主持建設,2011年建成以來穩定運行,提供了對流層、平流層中下部,中間層至低熱層的水平風、垂直速度以及大氣折射率結構常數Cn2等的垂直分布廓線,是一期子午工程中有數的大型科學儀器之一。MST雷達資料十分寶貴,為充分發揮北京MST雷達的作用,合理利用其探測到的資料,首先很有必要驗證雷達的探測能力以及資料的準確性、可靠性。

        利用北京MST雷達的長期觀測數據,中國科學院大氣物理研究所研究員呂達仁與博士研究生田玉芳(現為大氣所博士后)分別進行了對流層-下平流層、中間層-低熱層區域的分析研究,結果表明:

        1、對流層-下平流層區域:

        (1)北京MST雷達與探空測得的3-25 km水平風有很好的一致性(圖1、2)。(2)對某些高度、季節二者的差異作出科學分析,認為其主要與水平風場自身的變化特征以及二者探測時所處天氣系統時空尺度大小有關。二者探測的不一致恰好可作為對雷達探測區域探空資料的補充,為模式精細化的改進提供可靠的實測數據。(3)在國際類似對比研究中,本工作對比的高度范圍最大,對比廓線數及點數最多,對比分析量最多(水平風速、風向,經向風、緯向風均作對比分析),充分證明了北京MST雷達在對流層-下平流層的探測能力與數據可靠性(Tian and Lu, 2017)。

        2、中間層-低熱層區域:

        (1)對北京MST雷達探測中間層-低熱層MLT區域數據獲取率時空分布特征(在原理上反映了由于太陽輻射和粒子活動形成的自由電子濃度的日變化與季節變化)做了系統研究,發現數據獲取率隨高度有明顯的兩段分布特征,即:60-80 km(電離層D層)白天可獲取數據,且在70-80 km有相當高的數據獲取率;80-100 km (電離層E層低層)白天夜間均可獲取數據;6、7月份白天100-120 km也有一定的數據獲取率(圖3)。(2)北京MST雷達與廊坊流星雷達80-100 km探測的水平風有很好的一致性,與國際HWM07模式結果也基本一致。(3)證明了北京MST雷達對中間層-低熱層60-120 km區域已具備較強的獨特探測能力,且測得的數據可靠(田玉芳和呂達仁,2016)。

        這些研究表明,北京MST雷達在探測能力與數據質量上已處于國際先進水平,同時可為如何有效利用MST雷達數據開展工作提供很好的支持與指導,是開展未來工作必不可少的基礎。

        相關論文:

        1. Tian, Y. F. and D. R. Lü* (2017), Comparison of Beijing MST Radar and Radiosonde Horizontal Wind Measurements, Adv. Atmos. Sci., 34(1),39-53,doi:10.1007/s00376-016-6129-4.

        2. 田玉芳,呂達仁*. (2016).北京MST雷達探測中間層-低熱層觀測結果初步分析.地球物理學報,59(2):440-452,doi:10.6038/cjg20160204.

        TIAN Y F, LÜ D R. 2016. Preliminary analysis of Beijing MST radar observation results in the mesosphere-lower thermosphere. Chinese J. Geophysics, 59(2): 440-452, doi: 10.6038/cjg20160204.(來源:中國科學院大氣物理研究所

         
         
         
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