“陪你去看流星雨落在這地球上”,流星雨的降臨給世人帶來種種浪漫遐想。其實(shí),每天都有數(shù)不勝數(shù)的流星光臨地球,只是絕大部分在穿越大氣層時(shí)即“半道崩殂”。風(fēng)過留聲,流星經(jīng)過應(yīng)留痕,流星體進(jìn)入地球大氣,經(jīng)歷濺射、碎裂、燒蝕和蒸發(fā)等過程,在高空產(chǎn)生持久的金屬離子層??茖W(xué)家們思考著能從這些“天外來物”的痕跡中獲得哪些信息呢?上世紀(jì)40年代有科學(xué)先驅(qū)開始嘗試用雷達(dá)來觀測流星,通過分析接收到流星余跡反射的無線電回波,可以得到流星數(shù)目、方位、速度并進(jìn)一步獲取背景高空大氣的風(fēng)速、風(fēng)向等信息。
基于流星等離子體尾跡回波信號,子午工程團(tuán)隊(duì)成員,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究團(tuán)隊(duì),利用子午工程東經(jīng)120°流星雷達(dá)鏈觀測數(shù)據(jù),對流星雨普查與中高層大氣動(dòng)力學(xué)變化性開展了多方面科學(xué)研究。研究結(jié)果揭示了天龍座流星雨流星特征及爆發(fā)規(guī)律(圖1)、獲取了中層頂區(qū)域重力波動(dòng)量通量年際間變化(圖2)、并結(jié)合衛(wèi)星觀測給出了非遷移大氣潮汐波動(dòng)的逐日變化規(guī)律(圖3)。
研究內(nèi)容一方面對流星雷達(dá)能夠獲得的各類別級數(shù)據(jù)給出了不同角度評估與驗(yàn)證,另一方面也對中層頂-低熱層區(qū)域存在的重要且廣受關(guān)注的物理現(xiàn)象開展了探索性研究,體現(xiàn)出子午工程流星雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)在不同視角下科學(xué)價(jià)值。
圖1 全天空雷達(dá)觀測的天龍座流星雨流星(a)輻射源、(b)速度和(c)高度分布特征
圖2 漠河上空不同高度重力波動(dòng)量通量的年際間變化規(guī)律
圖3 有限觀測點(diǎn)提取緯向風(fēng)DE3大氣潮汐逐日變化與傳統(tǒng)FFT結(jié)果對比