當(dāng)前，國際上利用衛(wèi)星對(duì)中高層大氣波動(dòng)開展了大量的探測(cè)研究，它具有全球覆蓋的優(yōu)勢(shì)，但是衛(wèi)星探測(cè)無法對(duì)某一地區(qū)重力波的發(fā)生、發(fā)展和傳播的物理演化過程進(jìn)行觀測(cè)研究。而地基探測(cè)對(duì)中高層大氣波動(dòng)事件演化的物理過程的研究具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，所以地基探測(cè)具有不可替代的地位，但是地基探測(cè)的最大缺陷是覆蓋范圍非常有限。

　　通過幾年的艱苦努力，國家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐寄遙研究員領(lǐng)導(dǎo)的中高層大氣研究團(tuán)隊(duì)在我國西起新疆，東到山東，北從遼寧，南至海南，共安裝了二十六臺(tái)自主研制的全天空氣輝成像儀，在國際上建成了第一個(gè)無縫隙的全天空氣輝探測(cè)臺(tái)網(wǎng)，該臺(tái)網(wǎng)克服了地基探測(cè)覆蓋范圍小的缺陷，能夠捕捉我國上空大范圍的中高層大氣波動(dòng)的物理現(xiàn)象。自從2012年以來，該臺(tái)網(wǎng)開展了長期的不間斷的探測(cè)。

　　利用該探測(cè)臺(tái)網(wǎng)的觀測(cè)，徐寄遙等人集中研究了我國北方地區(qū)從2012年至2014年雷暴引起的中高層大氣強(qiáng)烈的擾動(dòng)事件。

　　首先，他們利用全天空氣輝探測(cè)臺(tái)網(wǎng)的探測(cè)結(jié)合全球雷電定位探測(cè)數(shù)據(jù)以及大氣不穩(wěn)定特性，對(duì)三年的雷暴引起的中高層大氣強(qiáng)烈擾動(dòng)事件進(jìn)行了比較分析，研究發(fā)現(xiàn)與2012年和2014年相比，2013年夏季7、8月間連續(xù)發(fā)生強(qiáng)烈的雷暴事件非常獨(dú)特，全天空氣輝探測(cè)臺(tái)網(wǎng)的探測(cè)表明這些雷暴事件對(duì)中高層大氣產(chǎn)生了連續(xù)的劇烈擾動(dòng)。

　　然后，他們利用無縫隙的全天空氣輝探測(cè)臺(tái)網(wǎng)的探測(cè)，并結(jié)合我國的FY-2衛(wèi)星、美國的AIRS/Aqua 和 VIIRS/Suomi NPP的衛(wèi)星探測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)2013年夏季我國北方地區(qū)雷暴產(chǎn)生的中高層大氣強(qiáng)烈擾動(dòng)的典型事件開展了從對(duì)流層、平流層到中間層/低熱層立體的詳細(xì)探測(cè)研究。圖一給出了全天空氣輝探測(cè)臺(tái)網(wǎng)對(duì)2013年8月13日夜間雷暴產(chǎn)生的環(huán)形重力波事件演化過程的無縫隙探測(cè)結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，重力波可以通過波導(dǎo)的作用水平傳播上千公里。圖二給出了對(duì)2013年8月9日夜間雷暴事件產(chǎn)生重力波的衛(wèi)星和地基全天空氣輝臺(tái)網(wǎng)的立體的聯(lián)合探測(cè)結(jié)果。這次事件是由多個(gè)強(qiáng)烈的雷暴誘發(fā)，研究發(fā)現(xiàn)由此產(chǎn)生的重力波比單一雷暴事件產(chǎn)生的波動(dòng)要強(qiáng)烈得多，并且在上千公里的范圍內(nèi)產(chǎn)生從大尺度到小尺度的各種尺度的波動(dòng)，研究表明強(qiáng)烈的大氣波動(dòng)的破碎是產(chǎn)生小尺度波動(dòng)乃至湍流的主要誘因。在文章中他們還將氣輝探測(cè)臺(tái)網(wǎng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)制成影片資料，展示了無縫隙臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)的環(huán)形重力波事件的完整演化過程。

　　這一研究成果近日發(fā)表在美國地球科學(xué)學(xué)會(huì)（AGU）權(quán)威學(xué)術(shù)期刊JGR：Atmospheres上。

　　（供稿：天氣室）

　　論文：Jiyao Xu, Qinzeng Li, Jia Yue, Lars Hoffmann, William C. Straka III, Cuimei Wang, Mohan Liu, Wei Yuan, Sai Han, Steven D. Miller, Longchang Sun, Xiao Liu, Weijun Liu, Jing Yang, BaiqiNing, Concentric gravity waves over Northern China observed by an airglow imager network and satellites. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, DOI: 10.1002/2015JD023786 

　　論文鏈接：(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JD023786/abstract).

圖一.全天空氣輝臺(tái)網(wǎng)對(duì)2013年8月13日夜間環(huán)形重力波事件的探測(cè)。(a) 22:00 LT的探測(cè)結(jié)果，(b) 01:52LT的探測(cè)結(jié)果。

　　　　圖二. 對(duì)2013年8月9日夜間雷暴事件產(chǎn)生重力波的立體觀測(cè)：(a) Sumi NPP/VIIRS 衛(wèi)星對(duì)中層頂區(qū)的探測(cè)（~87公里高度）；(b) 無縫隙的全天空氣輝探測(cè)臺(tái)網(wǎng)的探測(cè)結(jié)果（~87公里高度）；(c)Aqua/AIRS衛(wèi)星對(duì)平流層的探測(cè)結(jié)果（~40公里高度）；(d) 我國FY-2衛(wèi)星對(duì)對(duì)流層雷暴的探測(cè)結(jié)果（~10公里高度）。