基于120oE子午链多站联测的大气潮汐变化特性研究

The study of atmospheric variation in the middle and low thermosphere is important for science and application. It was difficult to carry out the further research on the latitudinal or longitudinal structure of tides through all latitudes due to lack of observation data. The Global-scale tidal variability experiment, conducted during October in 2014 based on the radar-chain observations along the 120︒ meridian sector, allows us to investigate the tidal zonal structure, and compare the observation with the climatological predictions of the last version of the Global-Scale Wave Model, the so-called GSWM09. We can try to explore the possible physical mechanisms which may have great contributions to different tides at different latitudes. The other purpose is to verify the correctness of the zonal structure of GSWM09. This research will be very important to extend our understanding of large-scale tidal variability and interaction between momentum and energy. So it is application value to build ourselves space environment model.

中低热层大气的变化特性研究具有重要的科学和应用意义。由于受观测数据不足的局限，潮汐随纬度或经度的大尺度变化特性尚待深入研究。本项目利用120︒国际子午链附近15个监测台站对74-100公里的风场探测数据，研究74-100公里范围内潮汐的纬向大尺度变化特性，探索可能引起不同纬度地区潮汐变化存在异同点的物理机制，评估GSWM09模式纬向结构的可靠性。这对于深入了解潮汐全球尺度变化特性及掌握中高层大气动力学中能量和动量间的相互作用具有十分重要的意义，对建立我国自主的大气环境模式具有实际的应用价值。

大气潮汐是全球大气中常见的一种波动现象，周期为一天或者其整数分之一，一般可向上传播至热层底部甚至更高，在中间层-低热层大气水平和垂直风场中都具有很强的幅度，是影响中性大气-电离层耦合过程的重要因素。针对目前对大气潮汐的传播特征、在全球尺度内的变化特性及波-波，波-背景大气非线性相互作用仍有很多不清楚的地方，本项目基于2014年中高层大气在东经120度附近的纬度跨越69°S - 53.5°N的全球流星雷达联测数据，开展了大气潮汐波在南北半球不同纬度地区的大气潮汐变化特性研究，利用谐波拟合、小波分析等方法提取了大气周日潮汐、半日潮汐和八小时潮汐波。深入揭示了不同频率大气潮汐波随高度、随时间的变化特性，分析研究了大气潮汐波随纬度的变化特性，比较研究了南北半球相近纬度地区的潮汐波变化特性。同时利用潮汐波模重构了潮汐场。研究显示平均风、周日潮汐和半日潮汐具有丰富的日变化，且日变化可能是受不同周期行星波的驱动。与GSWM模式的比较发现南半球观测值与模式的吻合度较好，但是所有台站的观测潮汐波与模式均具有相似的纬向结构，尽管他们的量级有所差异。基于流星雷达链的观测结果与TIDI和GSWM比较发现三者随纬度的变化具有较强的一致性。