热层大气动力学模式研究

【摘要】：借鉴国外的先进模式,吸取其成功经验,我们建立了一个热层大气动力学模式(Thermospheric Dynamic Model,简称TDM模式),研究太阳活动和地磁扰动对高层大气密度、温度和风场的影响。目前模式能够成功的模拟80-500km高度热层大气对太阳活动和地磁扰动事件响应的基本特征,得出不同太阳活动和地磁扰动条件下的稳定平衡风场;可计算出指定高度上的密度、温度等值线图和风矢量图、指定经纬度上密度、温度和风的垂直剖面等,计算稳定,较好的模拟了热层大气的环流特性,与经验热层水平风模式HWM93(Horizontal Neutral WindModel 1993)的结果相比较,基本一致;能模拟磁暴在极区加热造成的热层大气温度、密度和纬圈平均经向环流变化,得到非常有意义的结果。 模式模拟了分点与至点时大气无扰动的水平风场(以120km高度和300km高度为代表)以及纬圈平均经向环流,模拟出分点时平均经向环流从高纬流向赤道的双环流特性,特别是模拟出夏至时(以北半球为参考)平均经向环流具有从北纬20°N分别向高纬和低纬流动以及从南半球高纬向低纬流动并与前者在南纬20°S汇合的两个环流特性,模拟出的这种环流特征对了解电离层的形态具有重要价值。 模式还实现了定性的模拟热层大气对磁暴响应的目标。通过设定极区加热系数,模拟并分析了春季和夏季时热层大气受磁暴影响的风场变化以及温度和密度的变化。