26040.大氣光學湍流模型研究與實踐

1、圜密級中國科學院大學UniversityofChineseAcademyofSciences博士學位論文作者姓名：王紅!!蟲指導教師：然丞雖班塞雖主國拱堂瞳國塞丞墓盆學位類別：簋主學科專業(yè)：丞塞燕盔復友這培養(yǎng)單位：生國型堂隆重塞丞塞盆2012年11月摘要現代大型望遠鏡在選址、設計和運行時，都需要監(jiān)測臺址的光學湍流廓線及其積分參數。在實測方法之外，近十幾年來國際天文界逐漸發(fā)展了大氣光學湍流模型計算方法。模型計算方法利用中尺度氣象模式獲取臺

2、址的氣象參數，通過氣象參數和光學湍流參數之間的關系(稱為光學湍流參數化模型)，進一步計算光學湍流參數。本文在介紹各種光學湍流參數化模型的同時，回顧了國內外進行光學湍流模型方法研究的主要研究單位及其研究進展；發(fā)展了基于WRF氣象模式的平臺，計算了興隆站、高美古站、阿里站和全國分布的光學湍流參數，包括c：廓線、大氣相干長度、相干時間、視寧度、等暈角，并針對阿里站進行了預報實驗。模型計算結果顯示：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，相干時間在2236ms。阿里站在近地面、地面以上2—3km和8—11km高度存在強湍流層，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，相干時間在46ms。同時對比了四種光學湍流參數化模型，Dewan模型和Jackson模型計算的c：廓線在三個臺址都經常會發(fā)生跳變，說明這兩種模型不適合地形復雜區(qū)域。分析模型和數值模型結果比較接近；和實測數據相比，數值模型計算的結果偏小。采用模型方法計算了2010年全國的光學湍流參數。結果顯示，視寧度最好區(qū)域為青藏高原西部和中部，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)域為青藏高原中部