从地球到太空边缘的大气新数据

2025-05-08 07:15来源:本站

  Video flying over antarctic ocean with clouds and setting sun reflected on the sea.

  南极洲的云。我们的天气受到许多因素的影响,包括地面(如山脉和人类活动)、大气和太空的相互作用

  E(如极光和磁场)。?佐藤薰

  由东京大学的研究人员领导的一个团队创建了一个整个大气的数据集,使新的研究能够在以前难以研究的地区进行。利用一种名为JAGUAR-DAS的新型数据同化系统,该系统将数值模拟与观测数据相结合,该团队创建了一套近20年的数据集,涵盖了从地面到太空较低边缘的多个大气层。能够研究这些层在垂直方向和全球范围内的相互作用,可以改进气候模型和季节性天气预报。大气科学家和空间科学家之间也有进行跨学科研究的潜力,以调查空间和大气之间的相互作用以及它如何影响地球上的我们。

  对许多人来说,抱怨天气、抱怨天气预报员出错是一种流行的消遣。但是气象学家的工作并不容易。我们的大气层是多层的、相互联系的、复杂的,全球气候变化使得预测长期和突然的极端天气事件变得更加困难。

  为了帮助克服这些日益严峻的挑战,研究人员创建了一个整个大气的数据集。从2004年9月到2023年12月,它跨越了从地面到太空较低边缘的多个大气层,距离地球表面约110公里。在大约50公里到110公里之间的区域(尽管确切的范围有所不同)特别令人感兴趣,因为它是出了名的难以研究,以前被称为“无知层”。该地区地势太低,卫星无法观测,而气象气球又太高,导致数据不足,因此无法进行研究。然而,这是一个迷人的地区,其特点是巨大的全球大气潮汐和影响风和温度的小规模重力波。它在空间天气事件的影响强度方面也起着重要作用。

  “JAWARA(美洲豹- das全中性大气再分析)数据集是一个强大的研究工具,它首次使人们有可能定量地了解大气环流以及中间层(平流层以上,距地球表面约50-90公里)和低层热层(距地球表面约90-110公里)大气中的波和漩涡的等级结构,包括无大气层。”东京大学的Kaoru Sato教授解释道。“如果我们能更好地了解这些层,它将提高我们应对气候变化的能力,延长季节性预报的提前时间,并提高我们对太空天气现象的理解。”

  Graph-like figure showing the different layers of the atmosphere measured in this study.

  我们的多层大气层。这张信息图显示了我们大气层的多层,从地面延伸到太空,以及新数据集与现有数据集在覆盖范围上的比较。?D.Koshin, K. Sato, S. Watanabe和K. Miyazaki, 2025/地球与行星科学进展(PEPS)

  作为佐藤领导的一个国际项目的一部分,该团队开发了新的JAGUAR-DAS高速数据同化系统。该系统将观测数据整合到一个数值模式中,然后产生大气条件的数据。由此产生的数据集名为JAWARA,可以对大气环流及其层次结构进行详细分析。

  Sato说:“大气环流模型的范围一直到空间的下边缘,只有世界上少数几个研究机构开发出来,包括我们自己的研究机构。”“最近的研究表明,极端的平流层现象至少可以从中层上层开始。因此,定量阐明中间层和低层热层的现象对天气预报极为重要。

  该数据集现已公开,研究小组打算用它来研究大气中的大尺度环流和分层结构,以及垂直和半球间(即北半球和南半球之间)的耦合。他们还希望与空间科学家合作,研究大气和空间之间的相互作用,特别是中间层(最高云层形成的地方)和电离层(位于热层内,距离地球表面约60-300公里,许多卫星都位于这里)。

  JAWARA数据集站点:https://jawara.nipr.ac.jp

乐同网声明:未经许可,不得转载。