Simultaneous Na Doppler and Fe Boltzmann Lidar Observations and Modeling of the Middle and Upper Atmosphere at McMurdo, Antarctica

南极洲麦克默多中层和高层大气的同步 Na 多普勒和 Fe 玻尔兹曼激光雷达观测和建模

基本信息

  • 批准号:
    1443726
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 112万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-15 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This proposal is to deploy a sodium lidar at McMurdo, Antarctica, in addition to the previously installed Fe-Boltzmann lidar also funded by NSF. Like radars, the LIDARs (LIght Detection And Ranging) are the devices that can examine various properties of the upper atmosphere from a large distance and at various altitudes. From a single location, these devices can scan the environments and observe polar atmosphere and ionosphere at the 80-200 km altitude within a wide sector covering thousands of square miles. They monitor an atmospheric chemical composition, temperature and other features, analyze atmospheric gravity waves, and measure vertical winds and interaction between plasma and neutral winds. The lidars also can study features and irregularities of various layers of the atmosphere, and monitor their dynamics. Many scientists are already using the data of the previously installed instrument, and the new lidar will bring another kind of measurements of airglow with high temporal and spatial resolution. Simultaneous monitoring of many atmospheric parameters enriches our understanding of atmospheric dynamics in general and gravity waves, mixing, and vertical transport in the studied region. By fully characterizing vertical constituent transport in the mesopause region caused by gravity waves and turbulence, as well as determining the differential ablation of Na and Fe, will substantially reduce the large uncertainties in current estimates of cosmic dust influx into the Earth's atmosphere. Accurate observation of these essential parameters will provide important data sets of polar atmosphere conditions and dynamics and allow obtaining new crucial information for many scientists and many areas, including weather studies, atmospheric and ionospheric studies, and others. This research effort will continue to develop the NSF-funded instrumentation network to help addressing fundamental questions of the Geospace research that have not yet thoroughly examined.
这项提议是在南极洲的麦克默多部署一个钠激光雷达,除了之前安装的也由NSF资助的Fe-Boltzmann激光雷达。像雷达一样,LIDAR(光探测和测距)是一种可以从很远的距离和不同的高度检查高层大气的各种特性的设备。这些设备可以从一个单一的位置扫描环境,并在覆盖数千平方英里的宽广扇区内观测80-200公里高度的极地大气和电离层。它们监测大气的化学成分、温度和其他特征,分析大气重力波,测量垂直风以及等离子体风和中性风之间的相互作用。激光雷达还可以研究大气各层的特征和不规则性,并监测它们的动态。许多科学家已经在使用之前安装的仪器的数据,新的激光雷达将带来另一种高时间和空间分辨率的气辉测量。多个大气参数的同时监测,丰富了我们对大气动力学和重力波、混合和垂直输送在研究区域的认识。通过充分描述重力波和湍流造成的中层顶区垂直成分输送的特征,以及确定钠和铁的差异消融,将大大减少目前对宇宙尘埃流入地球大气层的估计中的巨大不确定性。对这些基本参数的准确观测将提供极地大气条件和动力学的重要数据集,并使许多科学家和许多领域能够获得新的关键信息,包括气象研究、大气层和电离层研究等。这项研究工作将继续发展美国国家科学基金会资助的仪器网络,以帮助解决尚未彻底检查的地球航天研究的基本问题。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Importance of Regional‐Scale Auroral Precipitation and Electrical Field Variability to the Storm‐Time Thermospheric Temperature Enhancement and Inversion Layer (TTEIL) in the Antarctic E Region
区域尺度极光降水和电场变率对南极 E 区风暴时间热层升温和逆温层 (TTEIL) 的重要性
  • DOI:
    10.1029/2020ja028224
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wu, Haonan;Lu, Xian;Lu, Gang;Chu, Xinzhao;Wang, Wenbin;Yu, Zhibin;Kilcommons, Liam M.;Knipp, Delores J.;Wang, Boyi;Nishimura, Yukitoshi
  • 通讯作者:
    Nishimura, Yukitoshi
Lidar Observations of Stratospheric Gravity Waves From 2011 to 2015 at McMurdo (77.84°S, 166.69°E), Antarctica: 2. Potential Energy Densities, Lognormal Distributions, and Seasonal Variations
  • DOI:
    10.1029/2017jd027386
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    X. Chu;Jian Zhao;Xian Lu;V. Harvey;R. Jones;E. Becker;Cao Chen;W. Fong;Zhibin Yu;B. Roberts;A. Dörnbrack
  • 通讯作者:
    X. Chu;Jian Zhao;Xian Lu;V. Harvey;R. Jones;E. Becker;Cao Chen;W. Fong;Zhibin Yu;B. Roberts;A. Dörnbrack
Eliminating photon noise biases in the computation of second-order statistics of lidar temperature, wind, and species measurements
消除激光雷达温度、风和物种测量的二阶统计计算中的光子噪声偏差
  • DOI:
    10.1364/ao.400375
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Gardner, Chester S.;Chu, Xinzhao
  • 通讯作者:
    Chu, Xinzhao
First Lidar Observations of Quasi‐Biennial Oscillation‐Induced Interannual Variations of Gravity Wave Potential Energy Density at McMurdo via a Modulation of the Antarctic Polar Vortex
首次激光雷达观测准双年振荡——通过南极极地涡旋的调制引起麦克默多重力波势能密度的年际变化
  • DOI:
    10.1029/2020jd032866
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Li, Zimu;Chu, Xinzhao;Harvey, V. Lynn;Jandreau, Jackson;Lu, Xian;Yu, Zhibin;Zhao, Jian;Fong, Weichun
  • 通讯作者:
    Fong, Weichun
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Xinzhao Chu其他文献

南極昭和基地Naライダーデータを用いた熱圏ナトリウム層の研究
利用南极洲昭和站Na激光雷达数据研究热层钠层
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    津田卓雄;Xinzhao Chu;中村卓司;江尻省;川原琢也
  • 通讯作者:
    川原琢也

Xinzhao Chu的其他文献

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CEDAR: Observational and Modeling Studies of Thermosphere-Ionosphere Metal (TIMt) Layers over Boulder
CEDAR:博尔德上空热层-电离层金属 (TIMt) 层的观测和建模研究
  • 批准号:
    2330168
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Fe and Na Lidar Investigations of Geospace-Atmosphere Temperature, Composition, Chemistry, and Dynamics at McMurdo, Antarctica
合作研究:南极洲麦克默多的地球空间大气温度、成分、化学和动力学的铁和钠激光雷达研究
  • 批准号:
    2110428
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CEDAR: Simultaneous Fe and Na Doppler Lidar Measurements of Heat and Constituent Fluxes in the Mesopause Region and Neutral Metal Layers, Winds and Temperatures in the Thermosphere
CEDAR:同时使用铁和钠多普勒激光雷达测量中层顶区域的热量和成分通量以及热层中的中性金属层、风和温度
  • 批准号:
    1452351
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Lidar Investigation of Middle and Upper Atmosphere Temperature, Composition, Chemistry, and Dynamics at McMurdo, Antarctica
合作研究:南极洲麦克默多的中高层大气温度、成分、化学和动力学激光雷达研究
  • 批准号:
    1246405
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Observations and Analysis of Wave-Induced Constituent Transport in the Mesopause Region above Cerro Pachon, Chile and Table Mountain, Colorado
合作研究:智利帕雄山和科罗拉多州桌山上方中层顶区域波浪诱发成分输运的观测和分析
  • 批准号:
    1115224
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CEDAR: Continuation to Daytime Potassium Doppler Lidar at Arecibo
CEDAR:阿雷西博日间钾多普勒激光雷达的延续
  • 批准号:
    0919786
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Lidar Investigation of Middle Atmosphere Temperature, Composition, Chemistry, and Dynamics at McMurdo, Antarctica
南极洲麦克默多的中层大气温度、成分、化学和动力学激光雷达研究
  • 批准号:
    0839091
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Development of a Mobile Fe-Resonance/Rayleigh/Mie Doppler Lidar
MRI:移动铁共振/瑞利/米氏多普勒激光雷达的开发
  • 批准号:
    0723229
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Understanding the Global MLT Thermal Structure and Dynamics from Lidar and Satellite Observations and GCM Simulations
职业:通过激光雷达和卫星观测以及 GCM 模拟了解全球 MLT 热结构和动力学
  • 批准号:
    0645584
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CEDAR: Daytime Potassium Doppler Lidar at Arecibo
合作研究:CEDAR:阿雷西博的日间钾多普勒激光雷达
  • 批准号:
    0632501
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

多元素(19F/23Na/31P/129Xe)磁共振成像前沿研究
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  • 批准年份:
    2025
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    0.0 万元
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    JCZRLH202500798
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相似海外基金

Collaborative Research: Material Simulation-driven Electrolyte Designs in Intermediate-temperature Na-K / S Batteries for Long-duration Energy Storage
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  • 批准号:
    2341994
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    2024
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    $ 112万
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Collaborative Research: Understanding the discharge mechanism at solid/aprotic interfaces of Na-O2 battery cathodes to enhance cell cyclability
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  • 批准号:
    2342025
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 112万
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持続性Na+電流の遮断による肺静脈心筋自動能抑制の機序解明と応用
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  • 批准号:
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精密に価数制御したバナジン酸塩ガラスを正極に用いたNaイオン電池の高性能化
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    24K12086
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    2024
  • 资助金额:
    $ 112万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    2024
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    $ 112万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
次世代材料開発を先導するプロアクティブデザインによるNaイオン電池開発
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  • 批准号:
    23K28261
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 112万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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