课题基金基金详情
热层金属层的全球模式研究
结题报告
批准号:
41704148
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
吴建飞
依托单位:
学科分类:
D0411.空间物理学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
于超、于秉坤、徐爽
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
中高层大气中的金属物质(如钠,铁,镁,钾,钙,硅)在广泛的时间(从几秒到几年)和空间(400 km的垂直尺度和全球的水平尺度)尺度上,为中性大气和电离层的动力学过程提供了独特的示踪观测方法。随着激光雷达探测的深入,低热层金属原子层逐渐被发现,此外,在500 km高度上发现了金属离子的存在。这些观测现象伴生出系列相关科学问题,例如,中性金属原子出现在高于105 km的电离层中的原因是什么?控制这些金属原子分布的大气化学和物理过程有哪些?太阳活动周期以及气候变化等长期过程是如何影响金属层的?在目前的全大气耦合模式中缺少了哪些关键的物理化学过程?本项目拟拓展现有全大气耦合金属层模式向上到600 km高度,并结合多台站观测资料,模拟分析热层金属层形成机制,探讨热层金属原子和金属离子可能参与的物理、化学和电动力学过程,以及探索气候变化和太阳活动对热层金属层的影响。
英文摘要
The metallic species (e.g. Na, Fe, Mg, K, Ca and Si) in the middle and upper atmosphere, provide a unique tracer of dynamics in the neutral and ionized atmosphere on a wide range of temporal (seconds to years) and spatial (400 km vertical, global horizontal) scales. Recently, lidar observations have shown that neutral metal atom layers occur up to at least 170 km, furthermore, metal ions have been observed at heights of over 500 km. However, a number key questions about the upper atmospheric metal layers are also arisen, e.g., why do neutral metal atoms occur in the ionosphere above 105 km? What are the chemical, physical and electro dynamical processes which control their distribution? How are the layers affected by long term trends such as the solar cycle and climate change? Which important processes are missing in the current whole atmosphere model? We will extend the current global atmospheric model of meteoric metals (WACCM with meteoric metals) up to 600 km coupling the ionosphere based on a new version of the next generation model (WACCM-X). With the help of the lidar measurements being made at several locations, we will focus on the following points: (i) Analyzing the formation mechanism of thermal metal layers; (ii) Investigating the electro-dynamical and chemical processes controlling on the metal layers in the thermosphere; (iii) Exploring the metal layers responses to climate and solar activity.
本研究通过全球大气环流模式(GCM)和金输层的卫星观测资料,从以下两方面研究大气金属层性质。一、自下而上研究中底层大气动力学过程(大气重力波)向上影响中高层大气金属层。二、自上而下探究太阳活动周期是如何影响金属层?首次发现中高层大气金属层对太阳27天自转周期的响应。基于对金属原子和离子的了解,通过耦合电离层的全大气耦合模式(WACCM-X)开发了全球首个包含金属层全过程(相关化学反应,动力学过程,离子输运和中性输运,以及元素的沉积和消散等)的全球金属离子输运模式。基于新开发的模式探索了全球金属离子的分布,并且首次实现与卫星观测的吻合;探索了金属离子的电离层喷泉效应;热层金属层形成的可能原因,以及与热层金属离子的关系;同时我们研究了不同金属原子量对金属离子的电磁场中的输运的作用。该一模式为进一步理解热层金属层的形成机制以及全球运动特征提供了有效途径。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1029/2018ja025285
发表时间:2018
期刊:JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS
影响因子:2.8
作者:Jia Mingjiao;Xue Xianghui;Gu Shengyang;Chen Tingdi;Ning Baiqi;Wu Jianfei;Zeng Xuanyun;Dou Xiankang
通讯作者:Dou Xiankang
DOI:10.1029/2018ms001314
发表时间:2018
期刊:Journal of Advances in Modeling Earth Systems
影响因子:6.8
作者:Wu J. F.;Xue X. H.;Liu H. L.;Dou X. K.;Chen T. D.
通讯作者:Chen T. D.
DOI:10.1038/s41598-019-54450-1
发表时间:2019
期刊:Scientific Reports
影响因子:4.6
作者:Yu Bingkun;Xue Xianghui;Kuo Chengling;Lu Gaopeng;Scott Christopher J.;Wu Jianfei;Ma Ju;Dou Xiankang;Gao Qi;Ning Baiqi;Hu Lianhuan;Wang Guojun;Jia Mingjiao;Yu Chao;Qie Xiushu
通讯作者:Qie Xiushu
Response of Mesospheric HO2 and O3 to Large Solar Proton Events
中层 HO2 和 O3 对大型太阳质子事件的响应
DOI:10.1029/2018ja025481
发表时间:2018
期刊:Journal of Geophysical Research: Space Physics,
影响因子:--
作者:Zou Zicheng;Xue Xianghui;Shen Chenglong;Yi Wen;Wu Jianfei;Chen Tingdi;Dou Xiankang
通讯作者:Dou Xiankang
Global Statistical Study of Ionospheric Waves Based on COSMIC GPS Radio Occultation Data
基于COSMIC GPS无线电掩星数据的全球电离层波统计研究
DOI:10.1088/0256-307x/35/10/109401
发表时间:2018
期刊:Chinese Physics Letters
影响因子:3.5
作者:Xuan-Yun Zeng;Xiang-Hui Xue;Xin-An Yue;Ming-Jiao Jia;Bing-Kun Yu;Jian-Fei Wu;Chao Yu
通讯作者:Chao Yu
地球和火星大气中金属离子的比较研究
  • 批准号:
    42374183
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    吴建飞
  • 依托单位:
基于全大气耦合模式研究热层金属层的全球时空分布特征
  • 批准号:
    42074181
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    吴建飞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金