ICON潮汐解析のための感度調査

Sensitivity study for ICON tidal analysis.

• Chihoko Y Cullens
• Thomas J Immel
• Colin C Triplett
• Yen-Jung Wu
• Scott L England
• Jeffrey M Forbes
• Guiping Liu

抄録

中高層大気の特性の取得は、いくつかの異なる干渉法と測光法を用いて行うことができる。原子および分子の放出の放出形状とドップラーシフトは、温度とバルク速度を提供するために、地上と宇宙から観測することができます。これらの瞬間的な測定値は、軌道上の連続した時間・場所、あるいは地上局からの連続した普遍的・局所的な時間にわたって組み合わせることができ、大気の潮汐を識別するために必要な大気の運動と温度を定量化することができる。この報告書では、宇宙ベースの風と温度測定のさまざまな組み合わせが、惑星大気のユビキタスな特性である大気潮汐の取得にどのような影響を与えるかを探る。我々は、潮汐強制大気循環モデル、経験に基づく排出基準、およびICONミッションの設計に基づく低地球軌道衛星の観測形状を用いて、いくつかのシナリオを検討している。この機能は、アイコンのリモートセンシング観測から大気潮汐を取得するための最適なミッションコンセプトを設計するために必要なツールを提供します。ここでは、データの利用可能性が限られている場合のシナリオと、全波動スペクトルの急激な変化が正しい潮汐スペクトルの取得に与える影響を調べるために使用されます。ここで述べたようなアプローチは、NASAのDYNAMICミッションのような将来のミッションの設計に利用される可能性がある（National Research Council, Solar and Space physics: a science for a technological society, 2013）。

Retrieval of the properties of the middle and upper atmosphere can be performed using several different interferometric and photometric methods. The emission-shape and Doppler shift of both atomic and molecular emissions can be observed from the ground and space to provide temperature and bulk velocity. These instantaneous measurements can be combined over successive times/locations along an orbit track, or successive universal/local times from a ground station to quantify the motion and temperature of the atmosphere needed to identify atmospheric tides. In this report, we explore how different combinations of space-based wind and temperature measurements affect the retrieval of atmospheric tides, a ubiquitous property of planetary atmospheres. We explore several scenarios informed by the use of a tidally forced atmospheric circulation model, an empirically based emissions reference, and a low-earth orbit satellite observation geometry based on the ICON mission design. This capability provides a necessary tool for design of an optimal mission concept for retrieval of atmospheric tides from ICON remote-sensing observations. Here it is used to investigate scenarios of limited data availability and the effects of rapid changes in the total wave spectrum on the retrieval of the correct tidal spectrum. An approach such as that described here could be used in the design of future missions, such as the NASA DYNAMIC mission (National Research Council, Solar and space physics: a science for a technological society, 2013).

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