重力波包在中层大气温度波导中传播的数值模拟

给出了重力波在中层大气温度波导中的反对称形式导制传播的线性理论模型,并采用二维非线性的数值模型对重力波波包在中层大气温度波导中的传播和演变过程进行了模拟研究.模拟的结果表明,下层大气激发的重力波能量进入波导区域后被俘获形成导制传播.重力波在波导内不停地来回反射,垂直方向的自由传播受到限制,能量在波导内沿着水平方向传输,模拟得到的波参数与理论值相近.重力波包在温度波导中传播时伴随着能量泄漏,且能量泄漏的速率随时间变缓,最终总有部分能量被限制在波导区域.重力波在水平方向上传播几百公里后,依然维持着良好的波结构,同时数值模拟也给出了重力波在波导区域内能量密度的时空分布.     

重力波非共振激发的数值研究

应用二阶算子分裂格式,采用全非线性模式,对可压大气中重力波波包非共振激发进行数值模拟和分析.研究表明：两个向上传播的重力波波包,通过非共振相互作用,也能激发出一个向下传播的重力波波包.生成波的能量几乎正比于主波的能量,也随次波的能量增大而增大.能量传递方向主要表现为从高频的主波向次波和生成波转移,这与共振相互作用不完全相同.非共振作用的特征时间由主次波的初始位置和波长频率决定,与主次波的初始振幅无关.生成波的波矢量并不严格满足弱非线性相互作用理论预言的波矢量匹配条件,而且生成波的波长和频率在传播的过程中会随时间发生变化,这表明了弱非线性相互作用理论的局限性.     

中间层顶变化的SABER/TIMED卫星观测

本文利用TIMED卫星搭载的SABER探测仪对全球中间层顶信息进行了研究,包括中间层顶的高度、温度及其季节和纬度变化,并对双中间层顶现象进行了分析.中间层顶的温度约在160～180K之间变化,高度在85～100km内变化,温度和高度都是冬季高夏季低,有着较为一致的变化趋势.中间层顶高纬呈现显著年变化,而低纬和赤道呈现弱的半年变化,南北半球的中间层顶信息有着不对称性.高纬地区的双中间层顶现象十分显著,中间层顶一般会从100km附近迅速降低至85km附近.根据长时间范围内平均的结果显示,北半球的双中间层顶现象在20°N—30°N的中纬范围开始发生,证实了北半球双中间层顶现象不再仅限于极区和中高纬地区.而南半球则仍是在50°S才显著发生双中间层顶现象.我们统计了中高纬地区夏季所有的单个观测剖面并且与当年冬季的平均背景剖面相比较,数据显示,较低的夏季第二中间层顶高度绝大多数比冬季中间层顶低12～16km.     

重力波波包在向上传播过程中的破碎

采用二维全隐欧拉（FICE）格式对具有高斯分布的重力波波包在可压大气中传播时的饱和过程进行数值模拟和分析．数值计算结果表明,波振幅首先随高度增加而增加,但当波振幅接近于线性不稳定性给出的阈值时,不再增加,重力波波包达到饱和进而破碎．破碎出现的高度（86．50km）比线性理论预言的结果（84．59km）要高一些,并且一般都在波包的下游出现．波破碎过程能使波能量在空间重新分配,并对重力波能量有明显的耗散作用．并且波破碎会使波相关能量传输方向偏离线性射线理论的射线路径．     

纯转动拉曼谱反演大气温度和气溶胶后向散射系数的新方法

利用大气分子的纯转动信号反演大气温度,被证明是一种精度很高的方法,目前已得到广泛的应用并在世界各地建立起多台纯转动拉曼激光雷达.全部的纯转动拉曼谱线之和是不依赖于温度的,利用这个特性,可以不需要任何的假设,反演大气气溶胶的消光.本文介绍了一种新的探测大气气溶胶的方法,首次提出通过提取纯转动单支谱(J=4和14),加上Rayleigh & Mie通道的激光雷达方程,不需要附加任何假设,导出了气溶胶后向散射系数的数学表达式.     

2013年平流层爆发性增温期间高纬电离层半日潮汐波研究

基于Sondrestrom站(67°N,51°W)非相干散射雷达观测数据,研究了2013年平流层爆发性增温(SSW)事件发生后高纬地区电离层F层和E层半日潮汐波.同时,对1月非SSW发生期间和不同太阳活动期间高纬电离层中的半日潮汐波进行了统计分析,并和2013年SSW事件发生后的结果进行了比较.研究发现,SSW发生后F...     

膨胀土掺石灰对土的工程特性影响机制探讨

结合工程实践,通过对南阳膨胀土特性研究,尤其是对2∶8 灰土垫层和原状膨胀土做了对比试验,并探讨了膨胀土掺石灰对土的工程特性的影响机制。