Mesospheric Nitric Oxide Transport in WACCM
Mesospheric Nitric Oxide Transport in WACCM
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WACCM 中层一氧化氮传输
DOI：
10.1029/2021ja029998
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Smith-Johnsen C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Smith-Johnsen C
高能粒子沉淀(EPP)导致地球大气的主要成分电离，从而导致整个极地中间层和低热层(MLT)产生一氧化氮(NO)。由于NO在冬季的寿命较长，它还可以通过中层残余环流更深地输送到大气中(间接EEP效应)。本研究利用全大气社区气候模式(WACCM)第6版研究了中层NO对EEP的间接响应。与AIM卫星上的太阳掩星冰实验(SOFIE)观测结果相比，模拟的中层NO量在冬季被低估了。与SOFIE的观测和使用热层电离层中间层能量动力学卫星(SABER)上的宽带发射辐射测量仪探测大气相比，WACCM的温度分布被发现垂直移动。因此，NO的差异归因于模型模拟间接EEP效应的动力学能力。通过WACCM重力波强迫的敏感性运行，研究了这种输送的驱动因素。改变非地形重力波的波幅和Prandtl数改善了模拟的MLT地区NO和温度的垂直分布。
Energetic particle precipitation (EPP) causes ionization of the main constituents of the Earth's atmosphere which leads to the production of nitric oxide (NO) throughout the polar mesosphere and lower thermosphere (MLT). Due to the long lifetime of NO during winter, it can also be transported deeper into the atmosphere by the mesospheric residual circulation (the indirect EEP effect). This study investigates the mesospheric indirect NO response to EEP using Whole Atmosphere Community Climate Model (WACCM) version 6. In comparison to observations from the instrument Solar Occultation For Ice Experiment (SOFIE) on the AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) satellite, a wintertime underestimation is found in the modeled mesospheric NO amount. WACCM's temperature profile is found to be vertically shifted compared to observations by SOFIE and by The Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry instrument on the Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics Dynamics satellite (SABER). The discrepancies in NO are therefore attributed to the model's ability to simulate the dynamics responsible for the indirect EEP effect. The drivers of this transport are investigated by sensitivity runs of WACCM's gravity wave forcing. Changing the amplitude of the non‐orographic gravity waves and the Prandtl number improves the modeled vertical distribution of NO and temperature in the MLT region.
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