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水平非均匀基流中行星波的传播

地球物理学报 2012年第2期55卷 361-371页

作者：李艳杰李建平中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院研究生院北京100049

行星波传播理论虽然已有很多研究,但是大多以纬向对称基流为主,无法解释东西风带之间相互作用的事实.鉴于此,本文从理论上系统讨论了纬向对称和水平非均匀基流中定常和非定常波动的传播特征.首先,对纬向对称基流中波动传播的周期特征进... 详细信息

行星波传播理论虽然已有很多研究,但是大多以纬向对称基流为主,无法解释东西风带之间相互作用的事实.鉴于此,本文从理论上系统讨论了纬向对称和水平非均匀基流中定常和非定常波动的传播特征.首先,对纬向对称基流中波动传播的周期特征进行分析后发现,西风中位相东传超长波周期大于30d,而东风中位相西传超长波的周期则小于30d.之后,从传播的空间以及周期特征等方面系统研究了水平非均匀基流中球面波动传播理论,得到以下结论:经向基流使得定常波可以穿越东风带,在南北两半球间传播,为东西风带之间的相互作用提供了理论解释;强的经向流使得波动传播具有单向性;亚澳季风区低层纬向1波呈低频特征.

关键词：行星波非均匀基流传播周期射线

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行星波活动对不同类型SSW的影响

高原气象 2016年第5期35卷 1389-1400页

作者：徐路扬陈权亮成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室成都610225

依据WMO（World Meteorological Organization）对平流层爆发性增温（SSW，stratospheric sudden warming）的定义．首先将1957—2002年期间的52次SSW事件分为31次强增温事件和21次弱增温事件，然后根据其极涡的形态将31次强增温事件分... 详细信息

依据WMO（World Meteorological Organization）对平流层爆发性增温（SSW，stratospheric sudden warming）的定义．首先将1957—2002年期间的52次SSW事件分为31次强增温事件和21次弱增温事件，然后根据其极涡的形态将31次强增温事件分为20次极涡转移型事件和11次极涡分裂型事件。利用逐日的ECMWF的ERA-40再分析资料，对这20次极涡转移型、11次极涡分裂型强平流层爆发性增温（SSW）过程以及21次弱增温过程分别做了合成分析，研究了这三类爆发性增温期间平流层的变化以及平流层中下层行星波1波和2波的异常。结果表明：极涡转移型强SSW在增温盛期低温中心和极涡都会发生偏移，同时高纬风场反转，极涡分裂型强SSW则在增温盛期低温中心和极涡发生分裂，高纬风场反转，而弱SSW只有低温中心出现偏移，极涡和高纬风场均未出现明显异常；在爆发性增温前期，1波都会出现异常增幅，在波振幅到达最大值以后发生爆发性增温。当增温开始以后，极涡转移型和弱SSW的1波振幅在到达极值后，会维持6～8天，而极涡分裂型1波振幅增温开始后开始减小；极涡转移型和弱SSW期间2波也较为相似，在增温前期波动振幅也会出现一定程度的增幅，在增温后开始减小，而极涡分裂型会在增温后出现2波振幅的增幅。1波和2波EP通量的分析表明，极涡转移型和弱SSW期间1波EP通量会在前期和盛期有较强的上传，2波EP通量上传较弱，而极涡分裂型2波EP通量上传则较强。

关键词：平流层爆发性增温行星波 EP通量

2009年冬季平流层爆发性增温期间行星波活动特征

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空间科学学报 2020年第1期40卷 42-51页

作者：魏晓芳黄春明武汉大学电子信息学院武汉430072 地球空间环境与大地测量教育部重点实验室武汉430072

利用2008年12月至2009年4月的MERRA再分析数据资料,对2009年1月下旬北半球高纬平流层发生的强增温事件以及与之相关的行星波活动进行了研究.谱分析发现,SSW发生前后极区平流层内准16天行星波活动显著.利用二维谐波拟合法分别拟合温度场... 详细信息

利用2008年12月至2009年4月的MERRA再分析数据资料,对2009年1月下旬北半球高纬平流层发生的强增温事件以及与之相关的行星波活动进行了研究.谱分析发现,SSW发生前后极区平流层内准16天行星波活动显著.利用二维谐波拟合法分别拟合温度场准16天波4个波模(W1,W2,E1,E2)的振幅和相位,结果表明:背景西风减弱时四个波模的振幅均有不同程度的增大,且都在50°-80°N范围内的平流层中上层达到最大值;准16天W2波的增幅最大且辐合最强烈,其引起的背景流最大西风减速超过4 m.s-1·d-1,说明准16天W2波在该次增温事件中占主导地位;行星波传播与零风线移动关系密切,准16天W2波在中高纬地区垂直向上传播并近似呈现经向驻波结构,然后分别向极点和赤道两个方向传播,这表明中高纬地区可能是行星波的一个源区.

关键词：平流层爆发性增温行星波再分析资料

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两日对称行星波发电机效应的数值研究

地球物理学报 1991年第6期34卷 672-679页

作者：陈培仁周立群中科院空间科学与应用研究中心北京100080

本文从发电机理论出发,计算了一种波数为3、周期为两日的西行对称大气行星波风场所产生的电流及电场的全球分布以及随世界时的变化,并给出这种电场在不同经度随地方时的变化.这个电场沿磁力线传到F层后,将会对F层动力学过程起着重要的作... 详细信息

本文从发电机理论出发,计算了一种波数为3、周期为两日的西行对称大气行星波风场所产生的电流及电场的全球分布以及随世界时的变化,并给出这种电场在不同经度随地方时的变化.这个电场沿磁力线传到F层后,将会对F层动力学过程起着重要的作用,可能是导致赤道异常两日波动的原因.

关键词：大气行星波发电机效应赤道异常

北半球两大地形下游冬季环流的动力分析——Ⅱ.行星波的垂直传播

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气象学报 1991年第3期49卷 257-268页

作者：邹晓蕾吴国雄叶笃正中国科学院大气物理研究所

线性、定常、多层半球谱模式模拟结果表明,在东亚纬向气流下,青藏高原能在平流层激发出强大的1波扰动,脊槽分别位于太平洋和大西洋上空。在北美纬向气流下,落基山在平流层激发的1波很弱。观测资料计算指出,对流层行星1波很难通过北美对... 详细信息

线性、定常、多层半球谱模式模拟结果表明,在东亚纬向气流下,青藏高原能在平流层激发出强大的1波扰动,脊槽分别位于太平洋和大西洋上空。在北美纬向气流下,落基山在平流层激发的1波很弱。观测资料计算指出,对流层行星1波很难通过北美对流层顶上传,但却能自由穿过东亚高纬度地区的对流层顶向平流层传播。北美地形所激发的波动在上传过程中均折向低纬传播。青藏高原所激发的行星1波和2波在上传过程中有分支:折向低纬的一支主要局限在对流层中;折向高纬的一支进入平流层。模拟和分析证明,这些差异是北半球两大地形不同的动力作用的结果。

关键词：冬季环流动力分析北半球行星波

大气行星波对LF和VLF无线电波传播的影响

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空间科学学报 1991年第2期11卷 98-107页

作者：阮雪琴张训械黄泽荣中国科学院武汉物理研究所

本文采用最大熵谱估计方法,对1985-1987年三个冬天,在东半球(20°S—65°N、13°E—141°E)白天观测的LF和VLF电波相位、幅度、卫星观测的Ly-α射线通量及高纬上空的行星波活动等大量资料,进行了熵谱分析。观测及分析结果表明:(1)LF和VL... 详细信息

本文采用最大熵谱估计方法,对1985-1987年三个冬天,在东半球(20°S—65°N、13°E—141°E)白天观测的LF和VLF电波相位、幅度、卫星观测的Ly-α射线通量及高纬上空的行星波活动等大量资料,进行了熵谱分析。观测及分析结果表明:(1)LF和VLF电波的相位具有2—2.2天、3—4天、6—12天、12—20天、20—32天周期范围的行星尺度扰动.Ly-α射线辐射通量主要具有20—32天周期范围内的波动.(2)发现在中纬地区冬天观测的LF电波幅度大的扰动与高纬60°N上空观测的行星波H_1的变化规律非常一致. 波形结构的主要峰和谷几乎完全对应,仅在时间上前者约滞后3—4天.计算给出两者的相关系数在0.65—0.85之间.根据观测事实和谱分析结果对比,作者认为LF和VLF电波相位、幅度周期在20天以上的扰动主要受太阳Ly-α辐射通量变化的控制.冬天其周期在2—20天范围内的扰动,主要受来自对流层和下平流层中激发的大气行星波的影响.

关键词：行星波 LF VLF 电波传播

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平流层行星波对CH_4季节变率的影响

高原气象 2009年第1期28卷 91-97页

作者：郑彬施春华中国气象局广州热带海洋气象研究所/热带季风重点实验室广东广州510080 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044

分析了1992-2000年各季节卤素掩星试验（Halogen Occultation Experiment）HAOLE的CH4混合比资料，并用美国国家大气研究中心（the National Center for Atmospheric Research）NCAR的平流层二维模式（Simulation of Chemistry,Radiation,and Transport of Environmentally important Species）SOCARTES研究了CH4在冬,夏季节变率与平流层行星波对CH4浓度输送之间的关系，结果表明：观测和模拟的CH4混合比季节变化都很明显，而模拟的CH4浓度季节变率比观测值小30%-60%。分析结果还表明，模式中行星波引起的CH4浓度变化主要贡献于30km以下的季节变率。比较了模拟和观测的行星波对CH4的输送结果，结果显示模式明显低估了行星波的输送，这也是模式中季节变率比观测偏小的一个主要原因。

关键词：平流层行星波 CH4 数值模拟卤素掩星试验

用全球原始方程半谱模式研究QBO对行星波传播的影响

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空间科学学报 1992年第3期12卷 205-213页

作者：马瑞平张旸彭晓岚中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080

本文建立了一个全球原始方程半谱模式,模拟了赤道上空风场准两年振荡(QBO)及其相应的副热带急流大小对冬季半球行星波向上传播及平流层突然增温的影响。结果表明,波数1的行星波在QBO东风相比西风相更易向上传播,平流层增温更快更强。波... 详细信息

本文建立了一个全球原始方程半谱模式,模拟了赤道上空风场准两年振荡(QBO)及其相应的副热带急流大小对冬季半球行星波向上传播及平流层突然增温的影响。结果表明,波数1的行星波在QBO东风相比西风相更易向上传播,平流层增温更快更强。波数2则相反。QBO对低纬对流层里的行星波上传的影响限制在低纬低平流层,对中高纬影响不大。

关键词：行星波 QBO 数值模拟

基于MST雷达数据的中纬对流层和低平流层大气行星波研究

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空间科学学报 2016年第2期36卷 175-187页

作者：汤蕾黄春明武汉大学电子信息学院武汉430072 地球空间环境与大地测量教育部重点实验室武汉430072

通过分析中国河北香河站MST(Mesosphere-Stratosphere-Troposphere)雷达2012-2014年的水平风场数据,研究了北半球中纬地区对流层和低平流层(Troposphere and Lower Stratosphere,TLS)区域大气行星波的特性.谱分析发现,在这一区域准16天波和准10天波占据主导地位,准16天波更为显著.在对流层区域,行星波具有丰富的频谱成分,活动具有间断性,持续时间一般不超过三个月,并没有明显的季节性变化特征,其中纬向分量的振幅大于经向分量.在平流层区域(高度17km以上),行星波一般出现在冬季,并且主要在纬向分量中.通常平流层区域的振幅要小于对流层区域.结合MERRA再分析资料分析了强行星波传播特性,结果表明:2014年2—3月纬向分量中的准16天波垂直向上传播,垂直波长约为64km,纬圈波数约为2,纬向传播方向自西向东,水平波长约为15324.7km,对应的相速度为11.1m·s^(-1)(向东为正);2014年5月纬向分量中的准10天波在10~18km高度范围内向下传播,垂直波长约为50km,纬圈波数约为1,传播方向自西向东,水平波长约为30649.4 km,对应相速为35.5 m·s^(-1).

关键词：行星波对流层和平流层 MST雷达