大气太阴潮汐及其对电离层Es层和F2层的影响

论文摘要

大气太阴潮汐主要由月球引潮力引起,其源比较清楚,因而引起了学者们很大兴趣。大气太阴潮汐主要作用于密度高的低层大气,并以各种潮汐振荡模上传到高层大气。研究76-98 km高度上的太阴潮,有助于我们了解当潮汐上传时中层大气对它所起的作用。大气太阴潮汐对电离层Es层和F2层也有影响,在Es层和F2层的参数中都发现以太阴半日为周期的振荡。大气太阴潮汐的研究对于了解影响电离层物理特性的背景大气也很重要,目前随着各种雷达技术的发展,不同高度的观测数据为大气太阴潮汐的研究提供了良好的条件。本文采用最小二乘法分析了武汉和阿德莱得中层和低热层大气太阴半日潮汐的季节、高度变化及对称性,并将武汉的观测结果和GSWM模式做了对比。利用武汉流星雷达和数字测高仪的联合观测研究了流星雨对电离层Es层的影响,并分析了中低纬地区太阴半日潮对电离层Es层和F2层的影响。得出的主要结论有:1、武汉中层和低热层中大气太阴半日潮汐随季节和高度变化。武汉中层和低热层的大气太阴半日潮汐有季节变化,东向和北向分量均在1月份有最大值,在7-8月份期间,有次最大值。和武汉几乎关于赤道对称的阿德莱得的分析结果表明,东向分量的最大值出现在10月份,北向分量在2月份。在多数月份,东向和北向分量的相位变化趋势相似,且理论给出的约3太阴时的相位差存在。大气太阴半日潮也随高度变化,且东向和北向分量的相位的高度变化在多数月份也表现出3±1太阴时的相位滞后关系。对比武汉和阿德莱得大气太阴半日潮的相位发现,反对称潮主要发生在3、4、6和7月份,对称潮在1、9和12月份。首次对比分析中低纬地区中层和低热层太阴半日潮季节变化的观测结果和GSWM模式计算的结果发现,模式结果和观测结果不完全一致,这可能是太阴半日潮和背景风场的逐年变化引起的。2、太阴潮和流星雨均会对Es层产生影响。武汉流星雷达和数字测高仪的首次联合观测表明,在流星雨爆发时,雷达观测到的流星数目会显著增加;流星雨峰值过后,Es出现率也会增大。流星数和Es出现率间的平均互相关函数有两个峰值,第一个峰值平均出现在流星雨爆发后的第2天前后,第二个峰值平均出

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一节 绪论
• 1.1 地球大气
• 1.2 大气波动
• 1.2.1 基本状态
• 1.3 大气潮汐
• 1.4 引潮力
• 1.4.1 引潮力的定义
• 1.4.2 引潮力公式
• 1.5 潮汐模式
• 1.6 本文工作的目的
• 第二节 太阴潮汐分析方法
• 2.1 太阴潮汐的研究历史
• 2.2 太阴时间
• 2.3 太阴潮汐分析方法
• 2.3.1 Chapman-Miller 方法
• 2.3.2 最小二乘法
• 2.3.3 最小二乘法的优点
• 第三节 武汉及阿德莱得中层和低热层大气太阴潮汐分析
• 3.1 武汉流星雷达及阿德莱得中频雷达
• 3.2 雷达观测数据分析
• 3.3 结果
• 3.3.1 武汉中层及低热层大气太阴潮汐
• 1 、季节变化
• 2 、高度变化
• 3.3.2 武汉及阿德莱得中层及低热层大气太阴潮对比分析
• 1 、季节变化
• 2 、高度变化
• 3 、对称分析
• 3.3.3 武汉大气太阴潮和GSWM模式的对比分析
• 3.3.4 太阴、太阳半日潮汐风的对比分析
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第四节 流星雨及太阴对Es的影响
• 4.1 Es简介
• 4.1.1 Es 的分类
• 4.1.2 Es层的观测和度量
• 4.2 Es形成的主要物理思想
• 4.3 流星雨对Es 的影响
• 4.3.1 观测结果
• 1 、流星观测
• 0Es 的变化'>2 、流星雨爆发前后流星数目及f₀Es 的变化
• 3 、相关函数
• 4.4 太阴半日潮汐对Es 的影响
• 4.4.1 数据分析
• 4.4.2 结果
• 1 、周日变化
• 2 、季节变化
• 3、年变化
• 4.5 讨论
• 4.6 小结
• 第五节 太阴对F2 层的影响
• 5.1 前言
• 5.2 数据来源和分析方法
• 5.3 结果
• 5.3.1 日变化
• 5.3.2 季节变化
• 5.3.3 年变化
• 5.4 讨论与小结
• 第六节 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 附录攻读博士学位期间发表及完成的论文
• 致谢