利用美国航空航天局MERRA(Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications)再分析资料和MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)卫星资料以及欧洲气象中心ECMWF-Interim(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)再分析资料,分析了发生于青藏高原北侧上空的一次地形重力波事件,并使用中尺度预报模式WRF-ARW.V3.0(Weather Research and Forecasting model,V3.0)对其进行了数值模拟.在此基础上,诊断分析了此次地形重力波在UTLS(Upper Troposphere and Lower Stratosphere)区域造成的物质和能量垂直传输特征.分析结果表明这一中尺度地形重力波信号的水平波长约为600km,与地形扰动水平尺度接近,重力波在对流层中传播的垂直波长约为3km,在垂直方向上随着高度的增加呈现出由东向西倾斜的结构特征.此次地形重力波上传进入平流层并在150hPa附近破碎,波破碎后动量通量在短时间内发生了强烈的衰减,重力波携带的能量在破碎高度附近释放.重力波破碎的同时垂直方向湍流混合变得异常强烈,湍流交换系数可在短时间内增加到背景值的8倍以上,剧烈湍流混合过程导致了对流层上层的空气进入平流层,使下平流层空气出现了位势涡度和臭氧的低值区,在浮力频率的垂直剖面中也可以看到由于地形重力波过程造成的平流层下层浮力频率异常低值区.
利用美国海军研究实验室在MSIS 系列模型基础上发展的大气模型NRLMSISE-00,模拟研究了2001 年-2013 年中国上空过渡流区80～140 km 高度的大气状态.对于中国东部和中部过渡流区,基于模拟数据得到的月平均结果显示大气密度和温度呈现-致的变化趋势,还表现出与太阳活动的显著关联.谱分析的结果显示,在90 km 高度以上大气密度呈现半年周期变化,在90～110 km 高度范围这种半年变化的幅度随纬度增大.在100 km 高度,上半年出现的半年周期过程中密度的最大、最小值分别出现在3 月和6 月,明显超前中、高热层的半年周期过程.
