大气密度(地面大气密度是多少)

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航天器轨道的精确计算在航天器测控、空间的交会对接以及空目标间碰撞的预警中具有重要作用。为了准确计算在轨航天器的轨道，需要准确掌握在轨航天器所受的摄动力，包括地球非球面引力、大气阻力、太阳光压力、引潮力等。针对这些扰动因素，研究者们对其中大部分建立了高精度的物理或经验模型，如重力场模型和潮汐模型。然而，由于热层大气密度变化的不确定性，大气阻力模型的误差仍然较高，成为影响低轨航天器精确定轨和轨道预报的重要制约因素。

近几十年来，随着大气探测技术的发展和探测数据的增多，人们对热层的变化规律有了更深入的了解。然而，由于热层变化的复杂性和物理机制的不清楚，现有的经验大气模型有其自身的缺陷。地磁平静期各系列模型的平均误差为15%，磁暴期间误差甚至达到100%。因此，研究和掌握磁暴期间大气密度变化的特征和规律，是完善和建立高精度大气模型的基础。

为了研究地磁暴期间大气密度的变化特征，中科院国家空际科学中心、天气空际天气预报中心重点实验室的研究员缪娟和博士生王新按照小、中、大磁暴强度对比了2001-2008年256次地磁暴的大气密度。揭示了焦耳加热与大气密度在位置和时间上的关系:中小磁暴期间，两者峰值时间差为0-2小时，纬度差为0-10o；强磁暴时，时差为3-5hr，纬度差为10-15o，可能是中性风的影响造成的。在大气密度与焦耳加热关系研究的基础上，研究人员进一步分析了地磁Dst指数、AE指数与大气密度的特征，建立了综合的磁暴大气密度修正函数。验证结果表明，修正后的大气密度相对误差从40%下降到10%。

相关研究成果发表在《地球物理研究与空间天气》杂志上。根据《地球物理研究》杂志的同行评议评价，本文的结果和讨论有助于提高对热层中加热和冷却机制之间复杂相互作用的理解，研究结论是当前研究中的重要新发现。

来源：中国科学院国家空间科学中心