相对论电子沉降与极区臭氧损耗事件的关联关系研究
批准号:
42074223
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
黄聪
依托单位:
学科分类:
行星物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄聪
中文摘要
地磁活动期间,来自太阳风和地球外辐射带的电子会被磁层中的波加速并受到地磁场调制沿磁力线运动进入极盖区大气,形成相对论性电子沉降事件,并对极区的中层大气产生深刻的影响,这一方向的研究目前是太阳活动与地球气候变化关联研究中的前沿热点。本项目拟采用星载高能电子探测数据和臭氧观测数据开展极区相对论性电子沉降事件与臭氧损耗事件的短期观测事例分析和长期的气候学特征研究;采用WACCM等气候模式,模拟长寿命相对论电子沉降事件对于中层大气中奇氮物质和臭氧含量的影响以及评估其对极区地表气温带来的变化。
英文摘要
During the geomagnetic activities, the electron will be accelerated by the wave in the magnetosphere and be configured by the geomagnetic field to follow the field line and penetrate into the polar atmosphere, namely relativistic electron precipitation events (REPE) which bring significant impacts on the middle atmosphere in the polar region, the studies in this area are the current scientific focus on the links between the solar activities and the earth's climate changes. This project is to do the case study and the climatological characteristic research on the correlation between the relativistic electron precipitation events and the ozone depletions based on the spaceborne measurements of energetic electron and ozone; utilizing the WACCM to model the long-lived REPE's impacts on the odd nitrogens and ozone content in the middle atmosphere and assess the surface temperature changes in the polar region.
项目组基于亚极光带区域的相对论电子沉降注入事件会在中层大气(可达50km高度)通过化学反应产生奇氮等催化物质并参与臭氧光化学循环,从而导致臭氧损耗的原理出发,开展了风云卫星粒子探测数据和ENVISAT卫星GOMOS臭氧监测载荷数据的收集整理工作,形成本项目可以使用的粒子和臭氧分析数据集;项目组应用幂率谱拟合、相空间密度等方法对风云卫星与国际卫星(POES、VAP)电子和磁场探测数据进行了通量和投掷角交叉标校,标校结果显示电子通量探测精度优于20%,投掷角测量精度1%;项目组对长寿命相对论电子沉降的典型事件开展了研究,研究表明在扣除臭氧季节变化背景扣除后长寿命相对论电子沉降与中层大气作用所产生的奇氮物质会对高纬度地区上平流层(50km高度)以上区域的臭氧含量产生较明显的损耗(10%~20%),在极区极夜期间发生的相对论电子沉降事件的臭氧损耗效应会由于EPP-NOx间接效应而呈现向50km高度以下区域传播的现象;项目组在模式模拟计算方面,应用幂率谱(300keV-1MeV)和e-folding(>1MeV)两种拟合方法对相对论电子沉降的粒子能谱进行了计算,并应用已有的粒子能谱参数化方案定量计算了一次典型的相对论电子沉降事件中的离子化率廓线以及产生的奇氮物质和臭氧损耗情况,项目组采用地磁指数作为代理指数应用气候模式评估了相对论电子沉降事件对地面气温的影响,评估结果初步表明相对论电子沉降事件对极区气温变化贡献可以忽略。
极区能量粒子沉降与臭氧损耗的关联关系研究
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批准号:41574178
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2015
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负责人:黄聪
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依托单位:
基于SVR分类方法和我国低轨飞行器轨道数据分析高层大气密度变化对空间天气事件的响应
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批准号:41004085
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2010
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负责人:黄聪
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依托单位:
国内基金
海外基金