平流層驟暖現象與電離層電子濃度變化

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：110

、訪客IP：18.223.125.110

姓名

黃鉉閒(Hsuan-Hsien Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學研究所

論文名稱

平流層驟暖現象與電離層電子濃度變化
(The electron density variation during Stratospheric sudden warming event observed by using FORMSAT-3/COSMIC)

相關論文

★ 台灣地區1996年散塊E層之變化	★ 2000年4月6日磁暴研究
★ 利用GPS觀測與IRI 模擬研究1997及2000年台灣經度赤道異常峰之變化	★ 台灣地區1996及2000年電離層散狀F層與全球定位系統相位擾亂之比較
★ 電離層地震前兆之研究	★ 電離層波動垂直能量傳播之研究
★ 南美洲磁赤道地區散狀F層於太陽活動極大期之研究	★ 台灣地區中界層於第22-23太陽週期間之特性研究
★ 利用全球定位系統觀測電離層地震前兆	★ 臺灣地區電離層季節異常與太陽活動之相關性研究
★ 台灣地區地震與閃電之研究	★ 台灣地區地震前之電離層電子濃度異常
★ 磁暴時低緯度電離層變化	★ 電離層赤道異常與赤道電噴流
★ 日出前及日落後電離層高度變化之研究	★ 電離層探測儀與全球定位系統聯合觀測電離層F層電漿密度不規則體

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

早期研究發現冬天極區的平流層，溫度急遽上升數10oC後，又立刻於7天內下降為原本的溫度，稱之為平流層驟暖(stratospheric sudden warming；SSW)現象。本論文使用福爾摩沙衛星3號，觀測2007至2011年間，大氣溫度的變化。分析觀測大氣溫度參數之經度與時間的變化，發現其中之行星波結構，並透過大氣潮汐式解析溫度隨經度與時間的變化。結果出現行星波的特徵，振盪天數與增溫天數與行星波吻合，此說明了行星波為造成SSW現象的主要原因。分析福衛三號電離層電子濃度資料，發現每年平流層驟暖現象造成影響電離層的機制都不盡相同，波數為1的駐波行星波(stationary planetary wave 1；SPW1)與波數2之向西傳播半日潮(semi-diurnal westward 2；SW2)會有非線性交互作用，引發產生波數1之向西傳播半日潮(semi-diurnal westward 1；SW1)，進而影響電離層電子濃度，解釋了2009年與2010年平流層驟暖現象，然而此機制似乎不適用於其餘年份。

摘要(英)

Previous studies show the temperature in the stratosphere dramatically increases by 10 degrees Celsius, before eventually recovering to original values in the winter polar region, which is referred to as a stratospheric sudden warming (SSW). In this research, FORMOSAT-3/COSMIC temperature data is used to observe longitude and time variation, showing a clear SPW 1 structure during 2007-2011. The amplitude of SPW1 is large in the winter polar region and is consistent with the warming day, indicating that SPW1 is the cause of stratospheric sudden warmings. The electron density data shows that the coupling mechanism and effects of SSWs are different for each year. Nonlinear interaction between stationary planetary wave 1 (SPW1)and semi-diurnal westward 2 (SW2) generates semi-diurnal westward 1 (SW1), which propagates upward to ionosphere and affected the density variation in 2009 and 2010. This mechanism does not appear to occur in other years.

關鍵字(中)

★ 大氣層
★ 電離層
★ 平流層奏暖

關鍵字(英)

★ sudden stratospheric warming
★ ionosphere
★ atmosphere

論文目次

摘要 iv
Abstract v
致謝 vi
目錄 viii
圖目錄 ix
表目錄 xii
第一章緒論 1
1.1 大氣層和電離層 1
1.2 研究動機 4
第二章大氣潮汐 12
2.1 中氣層與低熱氣層 12
2.2 大氣潮汐與行星波 13
第三章觀測儀器與資料處理分析 16
3.1 福爾摩沙衛星三號 16
3.2 資料處理分析 19
第四章觀測結果 24
4.1 平流層驟暖現象之大氣層變化 24
4.2 平流層驟暖現象之電離層變化 33
第五章討論與結論 43
附錄A、大氣潮汐之振幅變化 47
附錄B、 SPW1與SPW2之大氣層與電離層振幅變化 51
參考文獻 55

參考文獻

Forbes, J.M. (1995), Tidal and Planetary Waves. Geophys. Monograph., 87:67 -87,.
Geisler, J. E. (1974), A Numerical Model of the Sudden Stratospheric Warming Mechanism, J. Geophys. Res., 4989-4999
Goncharenko, L., Coster, A., Chau, J., Valladares, C.( 2010a), Impact of sudden stratospheric warmings on equatorial ionization anomaly. J. Geophys. Res., 115, A00G07.
Goncharenko, L. P., A. J. Coster, J. L. Chau, and C. E. Valladares(2010b), Impact of sudden stratospheric warmings on equatorial ionization anomaly, J. Geophys. Res., 115, A00G07.
Hagan, M.E. (1996), Comparative effects of migrating solar sources on tidal signatures in the middle and upper atmosphere, J. Geophys. Res., 101, 21213-21222
Immel, T. J., E. Sagawa, S. L. England, S. B. Henderson, M. E. Hagan, S. B. Mende, H. U. Frey, C. M. Swenson, and L. J. Paxton (2006), Control of equatorial ionospheric morphology by atmospheric tides, J. Geophys. Res., 33, L15108.
Jin, H., Y. Miyoshi, H. Fujiwara, and H. Shinagawa (2008), Electrodynamics of the formation of ionospheric wave number 4 longitudinal structure, J. Geophys. Res., 113, A09307.
Kenneth Davis (1990), Ionospheric Radio, Peter Peregrinus Ltd, London.
Kelly, M. C. (2009), The Earth’s Ionosphere, Plasma Physicsand Electrodynamics, Academic Press, San Diego.
Lin, C. H., C. C. Hsiao, J. Y. Liu, and C. H. Liu (2007), Longitudinal structure of the equatorial ionosphere: Time evolution of the four-peaked EIA structure, J. Geophys. Res., 112, A12305.
Liu, H.-L., Wang, W., Richmond, A.D., Roble, R.G. (2010), Ionospheric variability due to planetary waves and tides for solar minimum conditions. J. Geophys Res., 115, A00G01.
Lin, C.H., J. T., Lin, L. C. Chang, J. Y. Liu, C. H. Chen, W. H. Chen , H. H. Huang, and C. H. Liu (2011), Observations of global ionospheric responses to the 2009 stratospheric sudden warming event by FORMOSAT-3/COSMIC, J. Geophys. Res., 117, A06323.
Lin, J. T., C. H. Lin, L. C. Chang, H. H. Huang, J. Y. Liu, A. B. Chen, C. Chen, H., and C. H. Liu (2012), Observational evidence of ionospheric migrating tide modification during the 2009 stratospheric sudden warming, Geophys. Res. Lett., 39, L02101.
Matsuno, T. (1970), Vertical Propagation of Stationary Planetary Waves in the Winter Northern Hemisphere, J. Atmos. Sci., 27, 871–883.
Matsuno, T., (1971), A dynamical model of the stratospheric sudden Warming, J. Atmos. , Sci 28, 1479–1494.
Pancheva, D., and P. Mukhtarov (2011), Stratospheric warmings: The atmosphere–ionosphere coupling paradigm, J. Atmos. Sol. Terr. Phys., 73, 1697–1702.
Pedatella, N. M., and J. M. Forbes (2010), Evidence for stratosphere sudden warming-ionosphere coupling due to vertically propagating tides, Geophys. Res. Lett., 37, L11104.
Qian, L., S. C. Solomon, and T. J. Kan ( 2009), Seasonal variation of thermospheric density and composition, J. Geophys. Res., 114, A01312.
Ratcliffe, J. A. (1972), An Introduction to the Ionosphere and Magnetosphere, 256pp., Cambridge, UK,
Zhang, X., J. M. Forbes, M. E. Hagan, J. M. Russell III, S. E. Palo, C. J. Mertens, and M. G. Mlynczak (2006), Monthly tidal temperatures 20–120 km from TIMED/SABER, J. Geophys. Res., 111, A10S08.
佘交堯、大韋‧庫戈，雷射誘發螢光：天空的光譜學，物理雙月刊(卅卷三期)，295-320頁，2008。

指導教授

劉正彥(Jann-Yenq Liu)

審核日期

2012-7-24

推文