福衛三號低層大氣溫度資料分析

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姓名

劉智中(Chih-Chung Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學研究所

論文名稱

福衛三號低層大氣溫度資料分析
(An analysis of FORMOSAT-3/COSMIC-retrieved temperature data in the atmosphere)

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摘要(中)

福爾摩沙衛星三號(COSMIC)利用電波掩星法反演出電離層電子濃度以及低層大氣溫度、氣壓、水汽壓等大氣參數。由於觀測範圍涵蓋全球且每日所得到資料量夠多等特性，因此福衛三號掩星觀測資料適合進行全球赤道地區電離層以及低層大氣波傳播特性分析。本文主要利用福衛三號2006年9月到2008年2月掩星觀測資料，分析赤道地區低層大氣溫度及電離層電子濃度變化。透過特殊的資料處理及篩選，分析出赤道地區對流層頂及平流層底附近存在赤道Kelvin波。波數1的赤道Kelvin波，波長為360經度，週期約為15天左右，相速約為2578km/day;而波數2的赤道Kelvin波，波長為180經度，週期約為10天左右，相速約為2088km/day。另外在低層大氣以及電離層資料的整合性研究中，發現在秋季時低層大氣及電離層皆明顯存在wavenumber-4的結構，推測此現象是由低層大氣固定性潮汐所造成;在其餘的季節wavenumber-4的結構依舊可發現存在於低層大氣中，但在電離層中則改以其它形式出現(wavenumber-2 or 3)。

摘要(英)

In this paper, we analyze the variation of ionosphere electron density profiles and atmosphere temperature profiles. On the basis of 18 month data (September 2006 - February 2008), we find that the zonal wave number 1 Kelvin wave that is characterized by zonal wave length of 360°and wave periods of 15 days, posses horizontal phase velocity of 2578 km/day; and the zonal wave number 2 Kelvin wave with zonal wave length 180° and wave periodic of 10 days has phase velocity of 2088 km/day. In the study of lower and upper atmospheric coupling, we find that wavenumber-4 structure exists in autumn, and it’s very likely that lower atmosphere non-migrating tide in lower atmosphere affects ionospheric E and F regions. The wavenumber-4 structure in other seasons also occurs in the lower atmosphere, but changes to other type (wavenumber-2 or 3) in the upper ionosphere.

關鍵字(中)

★ 凱文波
★ 電離層
★ 福衛三號溫度資料

關鍵字(英)

★ FORMOSAT-3
★ COSMIC
★ Kelvin wave
★ wave number 4

論文目次

摘要.......i
Abstract..ii
目錄.......v
圖目錄.. ix
表目錄.. xii
第一章、前言.....1
1.1研究動機.........1
1.2內容概述.........2
第二章、理論簡介.............3
2.1 大氣層簡介.... 3
2.1.1大氣層之結構.............3
2.1.2重力波(Gravity wave).. 5
2.2 電離層簡介.... 10
2.2.1電離層的歷史.............11
2.2.2 查普曼理論(Chapman Theory)..12
2.2.3 電離層的分層-D layer...............17
2.2.4 電離層的分層-E layer................18
2.2.5 電離層的分層-F1 layer..............19
2.2.6 電離層的分層-F2 laye................20
2.3 GPS系統.........21
2.4 福爾摩沙衛星三號系統..............22
2.5 掩星觀測原理...............25
2.5.1 光學路徑.....25
2.5.2 Bouguer’s rule...........................26
2.5.3 偏折角(Bending angle) ................26
2.5.4 偏折角與折射指數的關係.......30
2.5.5大氣層溫度與電離層電子濃度的求得..31
第三章、資料分析與處理................................35
3.1 資料特性........35
3.2定義地理赤道地區溫度資料......37
3.3.1 定義溫度Fluctuation資料...........40
3.3.2 定義赤道地區溫度擾動隨高度及經度變化資料.....43
3.4.1 電離層資料品質控管.............45
3.4.2 電離層資料處理........46
第四章、實驗結果.............49
4.1 溫度擾動值隨時間及經度的變化..............50
4.1.1 Kelvin wave現象的分析與整理.............57
4.2低層大氣溫度與電離層電子濃度經度的變化........63
4.2.1大氣溫度與電離層電子濃度...63
4.2.2 大氣溫度擾動與電離層電子濃度擾動...........65
4.2.3 大氣溫度擾動資料濾波處理與討論.............74
第五章、結論與未來展望...........................78
5.1 結論........................78
5.2 未來展望....................80
參考文獻........................81
附錄一 NetCDF簡介...............85
附錄二 NetCDF(WetPrf)檔案格式介紹................86

參考文獻

1.Born, M., and E. Wolf, Principles of Optics, Cambridge university, New York, 1999.
2.C. H. Lin, W.Wang, M.E. Hagan, C. C. Hsiao, T. J. Immel, M. L. Hsu, J. Y. Liu, L. J. Paxton, T. W. Fang, and C. H. Liu, Plausible effect of atmospheric tides on the equatorial ionosphere observed by the FORMOSAT-3/COSMIC: Three-dimensional electron density structures, Geophys. Res. Lett., Vol. 34,2007.
3.C. H. Lin, C.C. Hsiao, J. Y. Liu, and C. H. Liu, Longitudinal structure of the equatorial ionosphere: Time evolution of the four-peaked EIA structure, J. Geophys. Res., Vol. 112, 2007.
4.Fjeldbo, G., A. J. Kliore, and V. L. Eshleman, The netural atmosphere of Venus as studies with the Mariner V radio occultation experiment, Astron. J., 76,123-140,1971.
5.H. F. Tsai, Toshitaka TSUDA, George A. Hajj, Jens Wickert, Yuichi Aoyama, Equatorial Kelvin Waves Observed with GPS Occultation Measurements(CHAMP and SAC-C), Journal of the Meteorological Society of Japan, 2004.
6.Kenneth Davis, Ionospheric Radio, Peter Peregrinus Ltd, London, 1990.
7.Kursinski, E. R., G. A. Hajj, J. T. Schofield, R. P. Linfield, and K. R. Hardy, Observing Earth’s atmosphere with radio occultation measurements using the Global Position System, J. Geophys. Res., 102, 23429-23465, 1997.
8.M. C. Kelly, The Earth's ionosphere, Academic Press, 1989.
9.Rishbeth Henry, Introduction to ionosphere physics, New York and London, 1969.
10.Rius A., G.. Ruffini, and A. Romeo, Analysis of ionospheric electron density distribution from GPS/MET occultations, IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, Vol.36, No. 2, 383-394,1998.
11.Tricomi, F. G., Integral Equations, Dover, Mineola, N. Y.,1957.
12.William S. Schreiner, Sergey V. Sokolovskiy, Christian Rocken, and Douglas C. Hunt, Analysis and validation of GPS/MET radio occultation data in the ionosphere, Radio Science, Volume 34, Number 4, Pages 949-966, July-August 1999.
13.Wang.B, Kelvin waves, copyright 2002 Elsevier Science Ltd, 2002.
14.Zhen Zeng, William Randel, Sergey Sokolovskiy, Clara Deser, Ying-Hwa Kuo, Maura Hagan, Jian Du, and William Ward5, Detection of migrating diurnal tide in the tropical upper troposphere and lower stratosphere using the Challenging Minisatellite Payload radio occultation data, J. Geophys. Res., Vol. 113, 2008.
15.吳剛宏，「福衛三號電子濃度資料分析:電離層E層」，國立中央大學太空科學研究所，碩士論文，2008
16.夏希璞，「利用福爾摩沙衛星三號資料分析頂部電離層與F層特性」，國立中央大學太空科學研究所，碩士論文，2008
17.柯孝聰，「福衛三號電離層資料品質控管」，國立中央大學太空科學研究所，碩士論文，2007
18.黃成勇，「GPS掩星觀測反演與反演誤差探討」，國立中央大學太空科學研究所，博士論文，2005
19.蘇俊民，「以VHF雷達尋找潮汐波方法之硏究」，國立中央大學物理與天文研究所，碩士論文，1992
20.徐賢能，「以VHF雷達觀測大氣潮汐波及其性質之硏究」，國立中央大學物理與天文研究所，碩士論文，1992
21.朱仲謀譯James R. Holton著，「大氣動力學」，國立編譯管出版社，1997
22.寿紹文，「中尺度氣象學」，北京氣象出版社

指導教授

朱延祥(Yen-Hsyang Chu)

審核日期

2008-6-24

推文