导读:本文包含了大气重力波论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:GPS无线电掩星,COSMIC,重力波,势能
大气重力波论文文献综述
于道成,徐晓华[1]（2019）在《利用GPS掩星资料反演大气重力波势能的方法》一文中研究指出介绍了利用GPS掩星资料反演大气重力波势能的方法,给出了从COSMIC(constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate)干温廓线出发,扰动温度廓线提取及势能廓线反演的具体流程,进而对2011年夏季和冬季20～30 km重力波势能的全球分布及季节变化特征进行了分析,结果与国内外已有文献基本一致。(本文来源于《测绘地理信息》期刊2019年06期）
盛峥,周树道,葛魏,卫克晶,应央涛[2]（2019）在《利用落球探测资料分析临近空间大气重力波》一文中研究指出目的探究利用落球探测数据分析临近空间大气重力波特征的优势。方法基于中国首次进行的火箭落球实验过程中,雷达跟踪获得的落球位置信息,计算得到大气水平风场廓线,并利用最大熵法提取重力波参数。与此同时,基于TIMED/SABER卫星在对应时间以及位置上探测得到的温度廓线,利用最大熵法和S变换方法同样获得相应的重力波参数。针对两种方法获得的重力波参数进行对比分析。结果利用最大熵法对火箭探测得到的水平风场扰动廓线和卫星探测得到的温度扰动廓线进行分析,发现纬向风场中的主导重力波的垂直波长约为4 km左右,而经向风场主导重力波的波长集中在6.5 km左右,由温度扰动廓线提取出的主导重力波垂直波长集中在12 km左右。利用S变换再次对卫星探测得到的温度扰动廓线进行分析,重力波垂直波长仍集中于10～12 km左右。这表明从风场廓线和温度廓线中提取出的重力波垂直波长的差异主要是由于卫星探测数据的分辨率不足产生的。结论相比较卫星探测的温度廓线,火箭探测得到的风场廓线数据对重力波的分辨率更高,能够分辨出垂直波长更小的精细结构,具有重要的精度优势。(本文来源于《装备环境工程》期刊2019年06期）
刘晓,马民[3]（2019）在《湍流和分子扩散对大气重力波翻转时间影响的模拟研究》一文中研究指出重力波翻转意味着对流不稳定并伴随有非线性的波流相互作用,这是重力波改变背景大气结构的重要途径之一.利用自主建立的模拟重力波非线性传播过程的二维数值模式,研究了重力波的翻转时间(重力波发生对流不稳定时的持续时间)对湍流和分子扩散的依赖关系.模拟结果表明,翻转时间随着湍流扩散系数的增加而减小.通过与叁维数值模式模拟的重力波翻转时间进行比较,适当调整湍流扩散系数,使得从二维模式得到的翻转时间与从叁维模型得到的翻转时间具有可比性,从而得到湍流扩散系数的最优值.分子扩散从低热层开始,以指数形式增大,从而能够有效地耗散掉小尺度波动并使得重力波能够更快地恢复到稳定状态.(本文来源于《河南师范大学学报(自然科学版)》期刊2019年03期）
张金波,张其林,郭秀峰,侯文豪,郜海阳[4]（2019）在《大气重力波影响中高层sprite halos始发位置和光辐射形态的模拟研究》一文中研究指出目前关于重力波和中高层大气放电现象之间的相关性问题,在同步观测和数值模拟研究方面都较少,为了研究大气重力波对TLEs的调制效应,建立了叁维对流层-中高层大气准静电场耦合效应模式,模拟分析了重力波导致的中高层大气密度(包括中性空气密度和电子密度)不均匀对中高层sprite halos(闪晕)始发位置和光辐射形态的影响.结果表明,重力波扰动导致低电离层大气密度分布不均匀,在重力波波谷位置的空气更易被击穿,使得sprite halos在重力波波谷位置更容易始发.同时,重力波扰动会导致sprite halos光辐射形态产生变形,强发光区主要沿波谷位置分布,波峰位置的光强相对较弱,重力波扰动幅值越大,对sprite halos光辐射形态的影响越大;而对流层闪电强度越大,光辐射空间分布受重力波的影响越小;此外,观测到的sprite halos光辐射的强度和形态特征还会受到观测方位的影响.(本文来源于《中国科学:地球科学》期刊2019年06期）
贾铭蛟[5]（2018）在《中纬度地区中间层及低热层区域大气重力波的传播与特性研究》一文中研究指出中间层和低热层大气是地球大气向太空过渡的关键节点区域,在日地空间环境各圈层耦合机制中起着承上启下的作用。大气重力波是大气层中最主要的动力学过程之一。重力波通过在垂直方向上对热量、成分、动量和能量的输运,引起大气动力学结构、大气环流和大气热力学结构的变化,成为大气不同圈层之间垂直耦合的重要媒介。近年来,我国在子午工程等项目的支持下,建立了大量的地基观测设备,可用于对中高层大气不同科学问题的研究。本论文,将从地基观测出发,研究重力波在中纬度地区中间层和低热层的传播和特性。首先,由重力波色散关系和重力波射线追踪方程出发,我们建立了自主的重力波射线追踪模型。通过观测得到的或者给定的重力波初始参数,选择合适的背景大气模式数据,设定合理的运行步长和终止条件,即可得到重力波前向或是后向的传播路径,并给出重力波的可能源区。从而有助于分析重力波的激发和传播规律。随后,基于北京地区多种观测手段,我们对2011年3月1日夜间一个中尺度重力波进行了个例分析。通过对全天空OH气辉成像仪观测数据的处理发现,北京上空中间层顶区域存在一个约2小时周期,东偏南73°方向传播的重力波活动。同时观测的相近的钠激光雷达获取的钠原子柱密度中发现了同步变化的波动响应。随后,结合流星雷达的水平风场数据和SABER的温度数据,我们计算了该重力波的一些基本参数,如动量通量以及能量通量等。利用射线追踪模型,使用ERA-Interim再分析数据和WACCM模式模拟数据,我们得到了该重力波可能的传播路径。根据射线追踪结果,结合大气模式再分析数据,我们认为,该重力波可能是由西伯利亚贝加尔湖附近对流层上部的急流-锋面系统所激发。另外,本文还基于我国120° E流星雷达观测链对中纬度地区的高频重力波动量通量进行了研究。本文首次展示了北半球中纬度地区沿120° E子午线的四台流星雷达对中间层和低热层区域大气重力波动量通量和扰动方差的多年观测结果,并揭示了中纬度地区重力波动量通量的季节变化和纬度变化。我们发现,纬向风和纬向动量通量在全年都有着明显的耦合作用。各站动量通量季节性变化中的纬度差异主要源于下层风和各地区重力波源的纬度差异。在重力波扰动方差的季节变化和高度变化中,背景大气风场结构和温度结构起到了决定性的作用。其中的纬度差异也同样是主要源于重力波活动的纬度差异。同时,我们还对观测中发现的部分季节异常和年际异常现象进行了分析,并提出了异常现象的可能的物理解释机制。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-01）
曾炫云[6]（2018）在《基于COSMIC无线电掩星观测的中高层大气重力波特性研究》一文中研究指出大气重力波在中高层大气中起着重要的作用,重力波的参数化是研究重力波的一个重要问题。大气重力波不仅作用于中高层大气较低的区域(例如平流层),甚至在某些情况下会对电离层造成一定的影响。例如作为电离层天气的重要组成部分的电离层行波扰动主要是由大气重力波引起的。虽然已经有很多针对特定事件研究电离层行波扰动的传播和可能的波源的研究。但由于观测数据在时间和空间覆盖范围的有限,导致如何使用卫星数据来提取和参数化重力波,以及从全球范围内提取电离层行扰变得很困难。我们使用了 the Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere and Climate(COSMIC)系统的GPS卫星的掩星观测技术提供的温度廓线研究了青藏高原上空平流层中18-30公里高度上的重力波的势能从2007年至2015年八年的变化。我们发现,随着高度的增加,由对流引起的平流层重力波的势能会下降。该地区可能存在明显的地形激发产生的重力波。在以往被认为缺乏强的地形重力波活动的青藏高原地区,所有研究年份的春季和冬季都存在明显的重力波活动。在青藏高原所处的纬度带,重力波势能的大小与各个高海拔地区的地形高度有一定的对应关系。并且随着重力波向上传播到零风层区域,地形重力波的活动被风场迅速过滤。分析表明,在青藏高原地区存在明显的地形重力波的激发,并在向上传播至平流层顶部的过程中受到风场较大的影响。利用掩星观测数据可以很容易取得重力波的垂直参数,然而要获取更多重力波的信息,水平参数的提取是个非常大的难题。我们利用在COSMIC的卫星群发射后2006年至2007年间六颗卫星结伴飞行的有利条件,将the multichannel maximum entropy method(MMEM)分析方法应用于平流层温度数据,成功获得了比以前研究更加真实的水平波长。我们成功地提取了重力波的一系列参数,为平流层重力波的全球空间分布和季节变化提供了各种有价值的结果。我们与以前的研究结果比较表明,重力波参数的特征可能不太受数据和提取的模式方法的差异的影响。重力波的振幅,势能和动量通量表现出明显的季节变化特征,尤其在夏季的亚热带和冬半球的高纬度地区最大。重力波参数与北半球山地区域海拔高度的比较表明,除了已被大量研究的地形重力波的热点地区如安第斯山脉外,地形重力波在北半球的中高纬度地区表现也很活跃。在此基础上,我们将MMEM方法用于提取电离层电子浓度的波动信息,成功统计了电离层波动的全球空间分布和季节变化。据我们所知,这是该方法首次被应用于COSMIC掩星的TEC廓线研究电离层的波动。结果表明,低纬和高纬地区的电离层波动振幅增大,中纬度减小。电离层波动的垂直和水平波长在中纬度增加,在低纬度和高纬度减少。此外,北半球中纬度地区的电离层波动的振幅和垂直波长在冬季增加,在夏季减少,并且在海拔较高的区域其幅度也增加。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-01）
王翠梅[7]（2017）在《利用地基气辉观测对中层顶区大气重力波以及Na层气辉辐射特性的研究》一文中研究指出气辉是中高层大气中产生的重要光化学现象之一。气辉辐射携带重要的光化和动力学信息,可以作为研究中高层大气特征的重要示踪剂。本文主要基于地基气辉光学观测仪,开展了以下3方面的研究工作:(1)基于OH全天空气辉成像仪观测的中国地区上空的重力波传播特性为了研究中国地区上空的重力波传播特征,我们在中国大陆组建了OH全天空气辉成像仪观测网络。其中,位于中国北方的全天空气辉观测网络是世界上第一个无缝隙的观测网络,此观测网络由6台OH全天空气辉成像仪组成,东西方向和南北方向的覆盖范围分别约为2000 km和1400 km。它们分别位于:朔州(39.8°N,112.1°E),兴隆(40.4°N,117.6°E),东港(40.0°N,124.0°E),新乡(35.7°N,113.7°E),临朐(36.2°N,118.7°E)和荣成(37.3°N,122.5°E)。本论文中,使用该网络观测数据的时间在2012年1月至2013年12月。位于富克(19.5°N,109.1°E)和桂平(23.4°N,110.1°E)台站的OH气辉成像仪也被使用来对中国低纬地区上空的重力波进行分析。位于富克和桂平台站的气辉成像仪进行观测的时间分别为2010年3月至2012年7月和2012年9月至2013年11月。同时,结合TRMM卫星观测数据,SABER/TIMED卫星观测参数,以及ECMWF、MERRA再分析资料、流星雷达和HWM-07模型的水平风场数据讨论了影响重力波传播方向各向异性的因素和中间层-低热层大气重力波的传播形态。结果表明,重力波的水平波长,观测周期和水平相速度在中国中纬和低纬地区上空具有相似的分布范围,它们分别主要分布于10-35 km,4-12 min和30-100 m/s。重力波的传播方向在中国中纬和低纬地区上空均表现出明显的季节变化。重力波在中纬地区的夏季主要沿北向传播;在冬季主要朝向赤道方向和平行于赤道方向传播。然而,重力波在低纬地区的夏季主要沿东北方向传播,在冬季主要沿东南和西南方向传播。分析也表明,中纬地区观测的重力波在夏季、春季和秋季的北向传播趋势可能主要由位于观测台站南方的对流活动导致。然而,对流层附近的急流活动可能在决定冬季重力波主要传播方向方面起到重要作用。且低层-中层大气背景风的滤波效应仅在部分季节与重力波纬向传播方向各向异性吻合较好。(2)基于东港台站的OH气辉成像仪观测数据对重力波波源的事件分析利用东港(40°N,124°E)台站于2013年15-16日晚的OH气辉成像观测数据报道了两个重力波事件(event 1和event 2)。同时,结合反射线追踪方法,通过北京十叁陵(40.3°N,116.2°E)台站的多普勒流星雷达风场数据和SABER/TIMED卫星观测的温度参数分析发现,重力波event 1和event 2分别产生于(39.3°N,117.2°E)和(47.1°N,121.3°E)。结果也表明,event 1的波源位置与其附近的对流活动和大气向上向下运动过程中产生的不稳定性吻合较好。然而,event 2可能由其波源附近的对流活动或大气向上运动过程中产生的不稳定性产生。通过MERRA再分析资料分析发现,观测的两个重力波的水平相速度83.5 m/s(event 1)和80.1 m/s(event 2)远大于低层大气高度自产生源到观测位置的水平风速(-10-45 m/s)。因此,观测的重力波event 1和event 2是可能从低层大气传播到中层-低热层大气的。(3)利用地基气辉光谱仪和SABER/TIMED卫星观测数据对Na层气辉辐射特征的研究利用钠气辉仪于2011年7月至2015年3月在兴隆(40.2°N,117.4°E)台站的观测数据,对钠的相对强度(R_D)的季节分布特征进行分析。结果表明,R_D分布于1.2-2.2,其平均值为12.073.1±,且R_D在夏季的数值分布小于其它季节。同时,结合位于延庆(40.5°N,116.2°E)台站的钠激光雷达观测的钠密度参数,和位于(40.2±5.0)°N,(117.4±5.0)°E范围的SABER/TIMED卫星观测的大气参数,探究了R_D与各个大气参数之间的关系。结果表明,R_D与大气温度(T),氧原子混合比[O],臭氧分子混合比([O_3]),[O]/[O_2],或大气分子密度([M])均没有明显的关系。由于Na密度峰值高度季节平均值在夏季(小于90 km)低于其他3个季节(均高于91 km);Na密度峰值季节平均值在冬季最大,春季和秋季次之,夏季最小;且R_D的季节平均值在冬季最大,春季和秋季次之,夏季最小。分析表明,R_D的季节变化可能与Na密度峰值高度和峰值密度大小有关。另外,基于修订的Chapman辐射机制,假设R_D=AR_(D(A))+XR_(D(X))来对R_(D(A))和R_(D(X))在总的R_D中的比例进行估测,结果表明,该比例A/X≈1.0。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)》期刊2017-06-01）
王文庆[8]（2017）在《海啸所引发大气重力波非线性破碎的研究》一文中研究指出海啸在长距离传播的过程中,与其所诱发的大气重力波的波阵面特征前后连贯一致。同时大气重力波在向上传播的过程中,其中振幅随高度呈指数性增长,因此在高层大气中容易被GPS观测到。本文选取了2004年苏门答腊海啸和2011年日本海啸作为研究事件。并通过非线性全波模型和二维非线性时变模型进行数值模拟,进而分析重力波在电离层出现的破碎现象,破碎现象是通过对电离层的电子总含量(TEC)的扰动情况间接获得。本文的研究可作为重力波在电离层传播情况的检测手段。模拟结果显示,2004年苏门答腊海啸所驱动产生的重力波,传播过程中引发了大气电离层E区的动力学不稳定现象,通过对电离层TEC扰动情况发现,Brunt频率在N250°E方向电离层高度出现了负值,导致了重力波的对流破碎;在N340°E方向上根据V-TEC'扰动波形,出现明显剪切破碎现象。同时发现在N340°E方向,电离层的响应出现在距离震中2200 km处,而在N250°E方向上出现在地震发生后1h,电离层出现对流不稳定的位置距离震中超过700 km,对流不稳定导致了振幅较大的重力波的破碎。2011年日本海啸的分析可知,海洋深度直接影响着重力波的传播速度,是影响电离层扰动的重要因素,日本海啸东南方向的快波导致了较大的V-TEC'扰动。同时西北方向传播的重力波在模拟结果中发现,在距离震中西北方向上,电离层V-TEC'扰动明显加强,TEC扰动最大值出现在日本海啸发生后约1h,这与卫星观测结果一致,但是模拟结果并没有发现东南和西北两个方向传播的重力波出现破碎现象。海啸引发的大气重力波在电离层产生较强的扰动,这给海啸预警提供了一种有效的途径,通过对模拟结果分析发现,在海啸发生后4h,由海啸所产生的重力波在东南方向上水平传播距离接近4000 km。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-03-01）
程永强,胡雄,闫召爱,郭商勇,王博[9]（2016）在《大气重力波引起的偶发钠层研究》一文中研究指出利用了中国科学院临近空间环境野外综合探测站(廊坊,39°N,116°E)的钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的探测数据对廊坊上空大气重力波引起的偶发钠层(SSL)进行了研究。首先从大气重力波方程出发,计算分析了大气水平风剪切和垂直风场之间的相位关系;其次利用了钠荧光多普勒激光雷达和流星雷达的实测数据对大气重力波引起的偶发钠层进行了分析研究;经研究分析可知,由于大气重力波引起强的水平风切变和垂直风场风向反转的共同作用,其堆积效应使得钠原子密度增强,形成了偶发钠层。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2016年10期）
郭文杰[10]（2016）在《532nm瑞利多普勒激光雷达若干关键技术和大气重力波观测研究》一文中研究指出532nm瑞利多普勒激光雷达是探测30-70km高度范围内大气密度、温度和风场的重要手段。发展532nm瑞利多普勒激光雷达技术对大气动力学研究以及保障飞行器安全具有重要意义。本文从测量原理出发,对532nm多普勒激光雷达系统中的若干关键技术进行了分析研究,并利用激光雷达数据分析了北京地区的大气重力波特性。碘分子吸收光谱仪是532nm瑞利多普勒激光雷达系统的关键器件。本文测量了不同温度下的碘分子吸收光谱曲线,分析了碘分子吸收光谱仪的温控精度对激光频率稳定以及风速测量结果的影响。开展了532nm激光频率稳定技术研究,解决了频率稳定过程中激光腔中的PTZ电压调谐和激光晶体温度调谐的协调控制问题,并研制了基于碘分子吸收光谱仪的长时间激光频率稳定系统。建立了脉冲激光注入状态监测装置,该装置基于碘分子吸收光谱仪,能够对脉冲激光的注入状态和中心频率进行监测。完成了激光雷达光束自动瞄准装置的研制,提高接收信号的信噪比,避免因激光光束与接收望远镜视场的偏差造成的测量误差。本文给出了532nm瑞利多普勒激光雷达的温度以及风速的测量结果,并与TIMED/SABER的温度数据、探空气球和MERRA的纬向风数据进行了对比,对比结果有较高的一致性,证明了该激光雷达温度以及风速探测的可靠性。利用瑞利激光雷达的探测数据分析了发生在北京上空上平流层区域的一列准单色重力波,并结合美国国家环境预报中心(NCEP)的全球预报系统(GFS)的风场数据分析了该地形重力波的基本参数。通过对瑞利激光雷达观测数据研究,分析了北京地区温度以及重力波活动的季节变化特性。(本文来源于《中国科学院国家空间科学中心》期刊2016-05-01）
大气重力波论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
目的探究利用落球探测数据分析临近空间大气重力波特征的优势。方法基于中国首次进行的火箭落球实验过程中,雷达跟踪获得的落球位置信息,计算得到大气水平风场廓线,并利用最大熵法提取重力波参数。与此同时,基于TIMED/SABER卫星在对应时间以及位置上探测得到的温度廓线,利用最大熵法和S变换方法同样获得相应的重力波参数。针对两种方法获得的重力波参数进行对比分析。结果利用最大熵法对火箭探测得到的水平风场扰动廓线和卫星探测得到的温度扰动廓线进行分析,发现纬向风场中的主导重力波的垂直波长约为4 km左右,而经向风场主导重力波的波长集中在6.5 km左右,由温度扰动廓线提取出的主导重力波垂直波长集中在12 km左右。利用S变换再次对卫星探测得到的温度扰动廓线进行分析,重力波垂直波长仍集中于10～12 km左右。这表明从风场廓线和温度廓线中提取出的重力波垂直波长的差异主要是由于卫星探测数据的分辨率不足产生的。结论相比较卫星探测的温度廓线,火箭探测得到的风场廓线数据对重力波的分辨率更高,能够分辨出垂直波长更小的精细结构,具有重要的精度优势。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
大气重力波论文参考文献
[1].于道成,徐晓华.利用GPS掩星资料反演大气重力波势能的方法[J].测绘地理信息.2019
[2].盛峥,周树道,葛魏,卫克晶,应央涛.利用落球探测资料分析临近空间大气重力波[J].装备环境工程.2019
[3].刘晓,马民.湍流和分子扩散对大气重力波翻转时间影响的模拟研究[J].河南师范大学学报(自然科学版).2019
[4].张金波,张其林,郭秀峰,侯文豪,郜海阳.大气重力波影响中高层spritehalos始发位置和光辐射形态的模拟研究[J].中国科学:地球科学.2019
[5].贾铭蛟.中纬度地区中间层及低热层区域大气重力波的传播与特性研究[D].中国科学技术大学.2018
[6].曾炫云.基于COSMIC无线电掩星观测的中高层大气重力波特性研究[D].中国科学技术大学.2018
[7].王翠梅.利用地基气辉观测对中层顶区大气重力波以及Na层气辉辐射特性的研究[D].中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心).2017
[8].王文庆.海啸所引发大气重力波非线性破碎的研究[D].南京航空航天大学.2017
[9].程永强,胡雄,闫召爱,郭商勇,王博.大气重力波引起的偶发钠层研究[J].红外与激光工程.2016
[10].郭文杰.532nm瑞利多普勒激光雷达若干关键技术和大气重力波观测研究[D].中国科学院国家空间科学中心.2016