26040.大氣光學(xué)湍流模型研究與實(shí)踐

1、圜密級(jí)中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文作者姓名：王紅!!蟲指導(dǎo)教師：然丞雖班塞雖主國拱堂瞳國塞丞墓盆學(xué)位類別：簋主學(xué)科專業(yè)：丞塞燕盔復(fù)友這培養(yǎng)單位：生國型堂隆重塞丞塞盆2012年11月摘要現(xiàn)代大型望遠(yuǎn)鏡在選址、設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，都需要監(jiān)測(cè)臺(tái)址的光學(xué)湍流廓線及其積分參數(shù)。在實(shí)測(cè)方法之外，近十幾年來國際天文界逐漸發(fā)展了大氣光學(xué)湍流模型計(jì)算方法。模型計(jì)算方法利用中尺度氣象模式獲取臺(tái)

2、址的氣象參數(shù)，通過氣象參數(shù)和光學(xué)湍流參數(shù)之間的關(guān)系(稱為光學(xué)湍流參數(shù)化模型)，進(jìn)一步計(jì)算光學(xué)湍流參數(shù)。本文在介紹各種光學(xué)湍流參數(shù)化模型的同時(shí)，回顧了國內(nèi)外進(jìn)行光學(xué)湍流模型方法研究的主要研究單位及其研究進(jìn)展；發(fā)展了基于WRF氣象模式的平臺(tái)，計(jì)算了興隆站、高美古站、阿里站和全國分布的光學(xué)湍流參數(shù)，包括c：廓線、大氣相干長度、相干時(shí)間、視寧度、等暈角，并針對(duì)阿里站進(jìn)行了預(yù)報(bào)實(shí)驗(yàn)。模型計(jì)算結(jié)果顯示：興隆站在近地面層、地面以上25km高度以及12

3、km高度存在強(qiáng)湍流層，視寧度在12—3角秒之間，自由大氣的視寧度在02—03角秒左右，等暈角在23角秒，相干時(shí)間在24ms。高美古站在近地面層、地面以上2km、6km和12—16km高度存在強(qiáng)湍流層，視寧度在0815角秒之間，自由大氣的視寧度在02—04角秒左右，等暈角在18—38角秒，相干時(shí)間在2236ms。阿里站在近地面、地面以上2—3km和8—11km高度存在強(qiáng)湍流層，視寧度在03—06角秒，自由大氣的視寧度在02—03角秒左右，

4、等暈角在2—4角秒，相干時(shí)間在46ms。同時(shí)對(duì)比了四種光學(xué)湍流參數(shù)化模型，Dewan模型和Jackson模型計(jì)算的c：廓線在三個(gè)臺(tái)址都經(jīng)常會(huì)發(fā)生跳變，說明這兩種模型不適合地形復(fù)雜區(qū)域。分析模型和數(shù)值模型結(jié)果比較接近；和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比，數(shù)值模型計(jì)算的結(jié)果偏小。采用模型方法計(jì)算了2010年全國的光學(xué)湍流參數(shù)。結(jié)果顯示，視寧度最好區(qū)域?yàn)榍嗖馗咴鞑亢椭胁?，青藏高原其余區(qū)域、云貴高原和天山區(qū)域次之，東北最差。自由大氣視寧度最好的區(qū)域?yàn)榍嗖馗咴胁?/p>