子午工程成果报道篇| 极区平流层爆发性增（SSW）事件对中纬大气波动的影响

本期摘要：

【子午工程团队成员武汉大学张绍东教授研究团队，利用子午工程空间环境地基台站的流星雷达链数据，在2021年度报道了中高层大气波动对平流层爆发性增温（SSW）事件的响应研究，并揭示了这些异常增强的大气波动的激发机制。相关研究成果以论文形式发表在2篇空间物理学权威刊物Journal of Geophysical Research: Space Physics上。龚韵教授、罗嘉辉博士分别为两篇论文的第一作者，张绍东教授和龚韵教授为通讯作者。该成果被评选为子午工程2021年度优秀成果。】

极区平流层爆发性增温事件（Stratospheric Sudden Warming，SSW）是常见于冬季半球极区平流层的爆发性大气升温事件。SSW事件发生时，极区平流层大气温度通常在短短几天之内突然上升几十度，且伴有极区东向风的迅速衰减甚至反转为西向风。这一事件会对全球大气能量的再分配起到重要的影响。空间环境地基综合监测网（子午工程）建设团队成员——武汉大学电子信息学院张绍东教授研究团队，利用空间环境地基综合监测网（子午工程）沿东经120°E部署的漠河站、北京站、武汉站流星雷达链的长期观测数据，研究了2018年两次SSW事件发生期间，我国中纬度地区中间层和低热层区域（MLT）的潮汐波和行星波变化特性。

图1  子午工程流星雷达链

利用漠河站、北京站和武汉站流星雷达的观测数据，研究团队在2018年2月SSW期间发现MLT区域的准10天波发生显著增强，并且增强有明显的纬度差异。结合全球卫星的位势高度数据以及再分析观测资料，团队发现这种增强不是波动本身的季节性变化导致的，而是与SSW相关。波动增强的纬度差异主要是因为低层大气的准10天波活动、背景风场的滤波效应以及经向环流的作用。此外，准10天波和其他行星波之间的非线性相互作用也调制了SSW期间北京站MLT区域行星波的变化。研究表明极区扰动可以引起中纬准10天波显著增强，并且揭示了增强的物理机制。

图2  2018年1月至3月漠河、北京、武汉88 km处经向风和纬向风的小波谱

利用子午工程的漠河站流星雷达在2018年12月SSW事件期间MLT区域的风场观测数据，研究团队报道了一次强的6小时潮汐波活动事件，其波振幅达到了10米/秒。通过对漠河站近10年的的观测数据进行统计研究，发现观测到的6小时潮汐波振幅是历史最强。通过进一步研究发现在本次平流层爆发性增温期间，两个12小时潮汐波之间的非线性相互作用是激发本次6小时潮汐波的重要原因。这是利用子午工程流星雷达率先报道了SSW期间MLT区域6小时潮汐波的显著增强，并揭示了SSW期间的波波非线性相互作用是其增强的主要机制。

图3  2018年12月SSW期间漠河站风场滤波结果

文章原文下载链接：

https://doi.org/10.1029/2020JA029066

/upload/e65cde22-3258-4c97-a5bb-d542ba7c1a95/2020JA028367

供稿 武汉大学 龚韵