MOSE：ESO 地面台址的光学湍流与大气参数业务预报。II：表面层 [0-30] m 的大气参数

本文是系列文章的第二篇，旨在证明对天文应用最相关的所有经典大气参数（风速和风向、温度、相对湿度）以及光学湍流（$C_n^2$ 及衍生的天文气候参数，如视宁度、等oplanatic 角、波前相干时间等）进行预报的可行性。本研究在 MOSE 项目框架下进行，重点关注 ESO 的两个地面台址：Cerro Paranal 和 Cerro Armazones。本文展示了 Meso-Nh 模型在重构表面层大气参数（风速强度、风向和绝对温度，[0-30] m a.g.l.）方面的结果。模型对表面层所有大气参数的重构非常令人满意。对于温度，在所有层级上，均方根误差 (RMSE) 均小于 1{\deg}C。对于风速，RMSE 约为 2 m/s；对于风向，在所有层级上 RMSE 处于 [38-46{\deg}] 范围内，对应于 [21-26{\deg}] 范围内的相对 RMSE。如果对风向应用滤波器（剔除小于 3 m/s 的风速进行计算），风向 RMSE 处于 [30-41{\deg}] 范围内，即相对 RMSE 处于 [17-23{\deg}] 范围内。表面层大气参数的模型业务预报适用于多种应用，其中包括：利用提前数小时重构的温度进行圆顶热化；预先知晓夜间强风的主要来向可使天文学家预判视宁度的好坏并相应规划观测；防止由风速引起的自适应副镜抖动。