重力波在中间层顶部区域的不稳定、耗散和破碎的特性

本课题将利用Na激光雷达和OH全天空成像仪在中纬度和低纬度地区中间层顶部区域长期(3-7年)观测的数据，并结合TIMED卫星观测的全球温度和风场数据，对重力波在中间层顶部区域的不稳定、耗散和破碎的特性、以及与背景大气之间的相互作用进行统计的研究。比较不同纬度和不同经度所观测到的重力波不稳定结构的异同，计算重力波的耗散和破碎所导致的能量和动量通量散度(momentum flux divergence)随季节和年度的变化，同时结合背景大气温度和风速随季节和年度的变化进行研究。分析一些重力波完全破碎的典型个例，结合激光雷达和TIMED卫星观测的地区和全球温度和风场的信息，对重力波完全破碎和产生的湍流，以及引起的温度和风速的变化进行全面的试验研究。另外，我们也将研究重力波的传播方向随季节的变化，及在不同纬度和经度上的异同，重力波与潮汐波和星际波之间的相互作用。

大气重力波对于中高层大气能量和动量的预算、大气环流、结构、和变化起到重要影响作用，它们的传播同时实现了不同大气圈层之间耦合，进而也非常显著的影响到全球能量和动量的分布。本课题利用地基激光雷达和全天空成像仪在中纬度和低纬度地区长期观测的数据，并结合TIMED卫星长期观测的全球温度和风场数据，对重力波的不稳定、耗散和破碎的特性、与背景大气之间的相互作用，以及大气重力波，大气温度和风场的季节和年度的变化进行了详细的研究，得到了一系列原创性的研究成果。在国际权威SCI刊物上（JGR和GRL等）已发表了6篇学术论文。同时在项目执行期间，项目负责人于2011年研制成功了我国首台（通过了同行专家鉴定的）具有国际领先水平的高光谱分辨率钠测温测风激光雷达，该激光雷达对于研究中间层顶大气重力波的耗散和破碎，大气环流的变化具有重要的科学价值。项目负责人也于2012年获得了国家基金委杰出青年科学基金的资助。