OH氣輝是中層頂區(qū)最重要的大氣輻射之一,利用OH氣輝輻射光譜計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)溫度是非常重要的中層頂區(qū)大氣溫度的地基探測(cè)方法,被廣泛應(yīng)用于中層頂區(qū)的光化學(xué)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程的研究。
國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)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)建立了大氣氣輝光譜探測(cè)系統(tǒng),對(duì)我國(guó)北方地區(qū)上空O2,Na,O和OH等多種氣輝輻射開(kāi)展了探測(cè)研究,該系統(tǒng)從2011年開(kāi)始進(jìn)行了多年的連續(xù)觀測(cè)。該團(tuán)隊(duì)的博士生劉偉軍利用該系統(tǒng)三年(2012-2014)的OH氣輝光譜的地基探測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)OH多個(gè)譜帶的轉(zhuǎn)動(dòng)溫度開(kāi)展研究,對(duì)目前國(guó)際上各研究團(tuán)隊(duì)常用的5組OH氣輝輻射躍遷概率(愛(ài)因斯坦系數(shù))進(jìn)行了比較分析,發(fā)現(xiàn)由這5組愛(ài)因斯坦系數(shù)計(jì)算的溫度的最大差異可達(dá)近20度,并且與衛(wèi)星探測(cè)的溫度也有較大差異,這嚴(yán)重影響了全球各個(gè)觀測(cè)臺(tái)站探測(cè)的中層頂溫度的比較分析。為解決這一問(wèn)題,他們采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法把連續(xù)3年地基探測(cè)的OH氣輝光譜計(jì)算的溫度與美國(guó)TIMED衛(wèi)星上SABER探測(cè)的溫度以及氣輝輻射的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較研究,給出了一套OH氣輝各譜帶最優(yōu)的愛(ài)因斯坦系數(shù)比值。這套統(tǒng)一的愛(ài)因斯坦系數(shù)比值對(duì)全球處于不同經(jīng)緯度臺(tái)站OH轉(zhuǎn)動(dòng)溫度探測(cè)的比較提供了重要的標(biāo)準(zhǔn),并且有利于與衛(wèi)星溫度探測(cè)的交叉對(duì)比。這些參數(shù)也對(duì)建立精確的OH氣輝輻射的光化學(xué)模式具有重要的參考價(jià)值。
該研究成果近日發(fā)表在美國(guó)地球物理學(xué)學(xué)會(huì)(AGU)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊JGR:Space Physics上。
論文:
Liu, W., J. Xu, A. K. Smith, and W. Yuan (2015), Comparison of rotational temperature derived from ground-based OH airglow observations with TIMED/SABER to evaluate the Einstein coefficients, J. Geophys. Res. Space Physics, 120, doi:10.1002/2015JA021886.
論文鏈接:
http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/2015JA021886/abstract
(供稿:天氣室)
2012-2014年期間, 利用我們地基探測(cè)的OH氣輝光譜數(shù)據(jù),并采用最優(yōu)的愛(ài)因斯坦系數(shù)計(jì)算的OH(8-3)帶轉(zhuǎn)動(dòng)溫度(藍(lán)色)和地基觀測(cè)臺(tái)站上空TIMED/SABER衛(wèi)星探測(cè)的溫度(紅色)隨時(shí)間的變化。