中低纬度低中间层逆温层的TIMED/SABER卫星观测研究

摘要

使用最新的SABER温度数据，本文展示了全球低中间层逆温层(MILs)的分布及其季节和年际变化。结果显示，低中间层逆温层的特性及形成机制存在明显的纬度依赖。在赤道和低纬，低中间层逆温层的月平均纬向平均幅度呈现半年周期，最大值和次大值分别出现在春季和秋季，幅度分别约为40K和30K。通过提取赤道上空背景温度中的半年振荡(SAO)和周日迁移潮汐温度，发现这两者均对低中间层逆温层的形成产生贡献，贡献的大小分别约为12K和25K，这说明它们的联合贡献是低纬度中间层逆温层形成的关键原因。而在中纬，低中间层逆温层的月平均纬向平均幅度呈现出明显的年周期，最大值出现在冬季，一般为24K～30K，这明显弱于低纬春季逆温层的幅度。分析发现，中纬冬季低中间层逆温层的经度分布和逐日变化与纬向波数为1的定长行星波及西向传播的准16天的合成波有很好的相关性。定量分析的结果说明，逆温层与合成行星波的相关系数有时甚至可接近1且合成波可对逆温层提供至少15K～20K的贡献。考虑到低中间层逆温层的水平尺度和持续时间，本文认为，除了行星波的耗散，重力波的破碎及重力波和潮汐的相互作用等这些已被建议用来解释逆温层形成的原因之外，行星波的暂态结构也是中纬度逆温层形成的重要原因之一。