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增强低成本臭氧光谱仪以测量中间层风与潮汐

天体物理仪器与方法 2015-08-18 v4 大气与海洋物理

摘要

已开发地基光谱仪,利用低成本卫星电视电子设备观测臭氧的 11.072 GHz 谱线,以测量中间层与低热层(MLT)中臭氧的浓度、速度和温度。已设计一种双通道光谱仪以实现各种性能改进,包括信噪比翻倍、数据处理效率提升以及 15 W 的更低功耗。在 2009 和 2012 年观测到中间层顶附近臭氧浓度的季节和昼夜变化后,使用位于 MIT Haystack 天文台(Westford, MA)、Chelmsford 高中(Chelmsford, MA)和 Union 学院(Schenectady, NY)的三台单通道光谱仪,向南指向 8 度,在约 95 km 高度和北纬 38 度处观测到了臭氧谱线。2009 至 2014 年的观测被用于推导经向速度的夜间平均季节变化,以及随地方太阳时的季节平均变化。结果表明存在季节趋势:在北半球夏季,95 km 处的风来自北方,约 10ms110\,\text{m}\text{s}^{-1},冬季来自南方,约 10ms110\,\text{m}\text{s}^{-1}。地方太阳时 -5 到 +5 小时的夜间数据显示经向风速从约 -20ms120\,\text{m}\text{s}^{-1} 逐渐过渡到 +20ms120\,\text{m}\text{s}^{-1}。这两种趋势与马萨诸塞州 Westford 的 Millstone Hill 高分辨率法布里-珀罗干涉仪(FPI)的夜间风测量相关,该干涉仪使用以 95 km 为中心的原子氧 557.7 nm 绿线夜气辉。结果还与流星雷达测量的平均经向风进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.1508.00894,
  title  = {Enhancing Low-Cost Ozone Spectrometers to Measure Mesospheric Winds and Tides},
  author = {O. B. Alam and A. E. E. Rogers},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1508.00894},
  year   = {2015}
}

备注

32 pages, 21 figures, 7 tables