廊坊临近空间大气地基实测数据与经验模式比较研究

摘要

临近空间大气经验模式对于临近空间大气环境科学研究及应用具有重要的意义.目前,国际上已经建立了多个大气经验模式,各个模式之间由于数据源不同,其准确性不同,在不同地理位置的适应性也不同.为了比较和研究各类临近空间大气经验模式的适应性和准确性,本文利用“十一五”期间中国科学院空间科学与应用研究中心在河北廊坊(39.3goN,116.660E)建立的国内首个临近空间大气环境野外科学综合观测研究站2010～2012年期间获取的先进地基探测设备(包括钠层测风测温激光雷达、瑞利激光雷达和流星雷达等)的观测数据,对美国1976年标准大气、NRLMSISE-OO、HWM93和HWM07等临近空间大气经验模式在廊坊上空的适应性开展研究,计算临近空间大气经验模式输出的大气温度、密度和水平风场等参数与实测数据的偏差,并统计其平均偏差和标准偏差,分析偏差随高度和季节的变化特征,对经验大气模式的准确性进行比较研究.结果表明在廊坊上空:(1)NRLMSISE-OO大气模式温度和密度优于美国1976年标准大气;(2)HWM07大气风场模式优于HWM93模式;(3)由于上述大气模式都表征大气的气候平均状态,而真实的大气时刻处于各类时空尺度扰动之中,它们与实测数据差异的统计特性为作者进一步研究临近空间大气扰动模式提供了基础和依据.