基于火箭探空数据的美国地区平流层大气分布特征

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本文主要研究对象为美国地区中高层大气,通过火箭发射数据分析美国地区平流层大气的时空分布特征,主要内容包括以下几个方面:(1)选取美国Kwaj、Capek、Wallops火箭发射站点60-90年代的探空数据,以参数Brunt-Vaisala频率为切入点,研究了 60-90年代间8°N、28°N、38°N地区中层大气静力稳定度的时空分布特点,并通过Lomb-Scargle周期分析计算了三个站点大气静力稳定度的长期变化趋势,结果表明三个站点总体上呈现随纬度增加线性减弱趋势更加明显的特点。(2)对Antigua、Ascen、Capek和Whtsnd发射点上空20-55km高的风场和温度场进行EOF分析,结果发现60-90年代间不同高度风场和温度场的变化存在一定差异。纬向风速总体呈现上升趋势;经向风速14年内总体呈现显著的下降趋势;温度场总体表现为下降趋势。不同高度层次趋势发生突变的时间不同,不同高度风场和温度场的周期变化特征也存在明显的差异。(3)对Antigua、Capek、Wallops站20-55km湍流强度I、湍流动能耗散率ε和升温速率a的变化特征进行分析,得知纬向风的变化趋势比经向风显著,且在20-30km高度范围内总会发生趋势的转变。湍流强度I总体呈现出随风速绝对值增大I值减小的现象,在0.06-0.12区间范围内分布概率最大。εu随高度上升显著增长,而εv相较εu增长很缓慢,推断40-55km高度为ε与a的强发展区。
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