合肥研究院獲得全球範圍中間層頂溫度對太陽活動

2020-12-06 中國科學院

合肥研究院獲得全球範圍中間層頂溫度對太陽活動
的響應係數及經緯度分布規律

2016-08-18 合肥物質科學研究院

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語音播報

　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所大氣光學中心研究員魏合理課題組在全球中間層頂溫度對太陽活動響應方面進行了系統研究，獲得了全球範圍中間層頂溫度對太陽活動的響應係數及其隨緯度和經度的分布規律，驗證了中間層頂區域的溫度結構和能量的動態平衡具有11年周期性，這與太陽活動周期11年相一致。該研究對認識太陽活動對地球上層大氣的影響具有重要的意義，對建立和檢驗全球的中高層大氣模式具有重要的參考價值。其研究成果發表在美國地球物理協會（AGU）的《地球物理研究雜誌》（Journal of Geophysical Research）上。

　　地球從地表向外，分為對流層、平流層、中間層、熱層等。中間層位於50公裡到85公裡左右的高度範圍。中間層大氣的熱結構和能量平衡主要受到太陽輻射的控制，溫度是描述中間層大氣狀態和擾動的關鍵物理參量，而中間層頂是中高層大氣中較敏感活躍的區域，是地球大氣中最冷的區域，是低層大氣和高層大氣中物質傳輸、物理化學反應及能量交換等複雜動態過程的必經區域，所以中間層頂是中高層大氣研究中關注度極高的部分。

　　太陽11年周期性活動對中間層頂區域大氣物理、化學以及傳輸等有著重要的影響。課題組唐超禮等利用2001年12月發射的TIMED (Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics Dynamics)衛星上搭載的SABER (Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)觀測儀所探測的全球溫度廓線數據（2002-2015），系統地分析了中間層頂溫度對太陽活動響應的分布，首次獲得了全球範圍中間層頂溫度對太陽活動的響應係數及其隨緯度和經度的分布規律，驗證了中間層頂區域的溫度結構和能量的動態平衡具有11年周期性的規律。

　　目前可查資料顯示，僅有通過局部範圍內的遙感（如雷射雷達）觀測數據獲得一定區域的中間層溫度對太陽活動的響應係數。合肥研究院安光所科研人員運用長期衛星觀測數據，首次獲得了全球範圍內中間層頂溫度對太陽活動的響應係數及其隨緯度和經度的分布規律。該工作將為全球氣候的長期變化規律分析、建立和驗證全球中高層大氣模式等研究工作提供重要參考。此項研究工作得到了國家高技術項目和自然科學基金項目的支持。

　　文章連結 

 

　　中間層頂溫度(Temperature of Cold-Point Mesopause: T-CPM)對太陽活動的響應。(a) 中間層頂溫度和太陽活動指數(F10.7)年平均值序列的散點分布(2002-2015)；(b) 中間層頂溫度對太陽活動的響應係數緯度分布；(c)中間層頂溫度14年(2002-2015)平均值的空間分布；(d)中間層頂溫度對太陽活動的響應係數空間分布。

　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所大氣光學中心研究員魏合理課題組在全球中間層頂溫度對太陽活動響應方面進行了系統研究，獲得了全球範圍中間層頂溫度對太陽活動的響應係數及其隨緯度和經度的分布規律，驗證了中間層頂區域的溫度結構和能量的動態平衡具有11年周期性，這與太陽活動周期11年相一致。該研究對認識太陽活動對地球上層大氣的影響具有重要的意義，對建立和檢驗全球的中高層大氣模式具有重要的參考價值。其研究成果發表在美國地球物理協會（AGU）的《地球物理研究雜誌》（Journal of Geophysical Research）上。
　　地球從地表向外，分為對流層、平流層、中間層、熱層等。中間層位於50公裡到85公裡左右的高度範圍。中間層大氣的熱結構和能量平衡主要受到太陽輻射的控制，溫度是描述中間層大氣狀態和擾動的關鍵物理參量，而中間層頂是中高層大氣中較敏感活躍的區域，是地球大氣中最冷的區域，是低層大氣和高層大氣中物質傳輸、物理化學反應及能量交換等複雜動態過程的必經區域，所以中間層頂是中高層大氣研究中關注度極高的部分。
　　太陽11年周期性活動對中間層頂區域大氣物理、化學以及傳輸等有著重要的影響。課題組唐超禮等利用2001年12月發射的TIMED (Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics Dynamics)衛星上搭載的SABER (Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)觀測儀所探測的全球溫度廓線數據（2002-2015），系統地分析了中間層頂溫度對太陽活動響應的分布，首次獲得了全球範圍中間層頂溫度對太陽活動的響應係數及其隨緯度和經度的分布規律，驗證了中間層頂區域的溫度結構和能量的動態平衡具有11年周期性的規律。
　　目前可查資料顯示，僅有通過局部範圍內的遙感（如雷射雷達）觀測數據獲得一定區域的中間層溫度對太陽活動的響應係數。合肥研究院安光所科研人員運用長期衛星觀測數據，首次獲得了全球範圍內中間層頂溫度對太陽活動的響應係數及其隨緯度和經度的分布規律。該工作將為全球氣候的長期變化規律分析、建立和驗證全球中高層大氣模式等研究工作提供重要參考。此項研究工作得到了國家高技術項目和自然科學基金項目的支持。
　　文章連結 
 
　　中間層頂溫度(Temperature of Cold-Point Mesopause: T-CPM)對太陽活動的響應。(a) 中間層頂溫度和太陽活動指數(F10.7)年平均值序列的散點分布(2002-2015)；(b) 中間層頂溫度對太陽活動的響應係數緯度分布；(c)中間層頂溫度14年(2002-2015)平均值的空間分布；(d)中間層頂溫度對太陽活動的響應係數空間分布。

列印 責任編輯：葉瑞優

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