氣輝是大氣光化學(xué)過程的產(chǎn)物,是呈現(xiàn)大氣動力學(xué)過程的重要媒介,是研究中高層大氣光化學(xué)和動力學(xué)過程的有效工具。氣輝常被用于反演中高層大氣溫度、大氣風(fēng)場和多種大氣微量成分密度,這些反演都基于對氣輝分布特征的正確認(rèn)識。
目前,對中高層大氣夜間氣輝分布特征的觀測和研究相對比較多,但對白天氣輝分布特征的認(rèn)識比較缺乏??臻g天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中高層大氣研究組的高紅和徐寄遙等人通過國際合作,利用美國TIMED衛(wèi)星12年的觀測資料首次揭示了全球OH白天氣輝的垂直結(jié)構(gòu)及其光化學(xué)機(jī)制。結(jié)果表明多年平均的OH氣輝輻射率垂直分布、臭氧密度[O3]垂直分布和氫原子數(shù)密度[H]垂直分布在白天均具有雙峰結(jié)構(gòu)。其中較高的峰位于中層頂區(qū)域(~88 km),這與夜氣輝輻射的高度接近。較低的峰位于70-85 km之間。較低層的峰值和峰高隨地方時(shí)增加,兩峰之間的距離隨地方時(shí)減小。在赤道處,較低層在09:00 LT附近出現(xiàn),并且持續(xù)8小時(shí);在這期間雙峰間的距離從13 km減小到5 km。垂直分布的雙峰結(jié)構(gòu)在分點(diǎn)和低緯度地區(qū)比較明顯,并且持續(xù)時(shí)間也較長。OH白天氣輝輻射的雙峰結(jié)構(gòu)是一種長期穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),主要由包括[O3]在內(nèi)的光化學(xué)過程引起,它同時(shí)受背景大氣溫度和[H]調(diào)制。
該研究結(jié)果對于了解中高層大氣白天氣輝輻射分布特征及其光化學(xué)過程具有重要意義,該研究工作已發(fā)表在美國地球物理學(xué)會(American Geophysical Union, AGU)的學(xué)術(shù)期刊《地球物理期刊》(Journal of Geophysical Research-Space Physics)上。
引用:
Gao, H., J. Xu, W. Ward, A. K. Smith, and G.-M. Chen (2015), Double-layer structure of OH dayglow in the mesosphere, J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 5778–5787, doi:10.1002/2015JA021208.
原文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JA021208/abstract
圖:五個緯度上(縱向)的月平均OH白天氣輝輻射率在分點(diǎn)和至點(diǎn)(橫向)的高度-地方時(shí)分布。