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| 題 名 | 利用探空火箭研究臺灣上空電離層中性風與重力波傳播 |
|---|---|
| 作 者 | 朱延祥; 蘇清論; | 書刊名 | 物理雙月刊 |
| 卷 期 | 28:6 民95.12 |
| 頁 次 | 頁942-954 |
| 專 輯 | 太空探測 |
| 分類號 | 328.2 |
| 關鍵詞 | 探空火箭; 電離層; 中性風; 重力波; |
| 語 文 | 中文(Chinese) |
| 中文摘要 | 在民國92 年12 月24 日晚上10 點,我國首次成功的完成利用探空火箭進行電離層90 到150 公里內的中性風(Neutral Wind) 與中性亂流的量測實驗。結果發現在約105 公里高度處,電離層中性風速可達154 m/s,其伴隨的垂直風切可高達為66 m/s/km。另外中性風的風向隨高度的增加,以順時鐘方向旋轉。根據線性重力波理論,此現象係由一個大尺度慣性重力波(Inertio-Gravity Wave) 的向上傳播所致。由重力波的極化(Polarization)與頻散(Dispersion)關係,可估計此重力波的垂直波長為19.5 公里,水平波長為3201 公里,本態週期(Intrinsic Period)為11.2 小時。除了中性風之外,本次探空火箭實驗結果亦發現在103 到107 公里之間有數個呈現團狀中性亂流結構存在,其水平間距為1.2-2.3 公里,垂直間隔為0.7-1.2 公里,二者的比值約在1-2 之間。這觀測結果與Kelvin-Helmholtz 不穩定所預期的比值(約為8)有相當大的差異。計算由大尺度重力波所導致的李察遜數(Richardson Number)隨高度的分布,顯示在亂流結構的發生高度範圍內,李察遜數小於零,顯示此區域係由慣性重力波的對流不穩定(Convective Instability) 所支配。此外,重力波的水平傳播相速度(Phase Speed) 亦比沿著波動傳播方向的風速擾動幅度要小,此事實為對流不穩定導致重力波破碎(Wave Breaking) 的必要條件。這些觀測證據強烈顯示本研究所觀測到的亂流結構的產生機制,係歸因於重力波所激發的對流不穩定,而非風切所引起的動力不穩定。 |
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