临近空间是指高度位于20~100 km的大气层，主要包括平流层、中间层和热层底部.近年来, 随着临近空间飞行器的迅猛发展, 对掌握临近空间大气环境的相关特性提出了迫切需求.临近空间大气是地球大气的重要组成部分，既受对流层活动的影响，又受太阳辐射和宇宙射线等外部环境影响，使得临近空间大气环境复杂多变.目前针对临近空间环境特性的研究还不够充分，对其了解程度还有待加深.临近空间大气除了表现出随着高度、纬度和季节的气候性变化特征外，也存在多种时间尺度和空间尺度的扰动，主要包括行星波、潮汐波、重力波以及太阳风暴等(肖存英等, 2016).平流层爆发性增温SSW(Stratospheric Sudden Warming)是极区平流层短时间内大气温度急剧增加并伴随环流结构突变的现象.虽然SSW主要发生在冬季极区平流层，但很多观测和模拟研究已经证实它影响着全球大气层和电离层，比如影响对流层天气系统、平流层微量气体的分布，引起电离层吸收异常，还与中间层冷却和热层下部的增温有密切关系.

1952年Scherag首先发现了这一现象，之后人们开始对平流层大气运动的这一现象给予越来越多的关注，进行了大量的观测和研究(李琳等, 2010).一般认为平流层爆发性增温有几个特征：(1)平流层极涡变形，甚至崩溃；(2)极区周围的大气爆发性增暖，造成温度梯度反向；(3)随着极夜西风急流的减弱消失，极区周围将出现东风气流.平流层爆发性增温后，极区的大气逐渐冷却，再恢复到冬季环流，但在3月发生的最后升温，其环流结构不再恢复到冬季环流，而变成夏季环流；(4)平流层突然增暖现象，一般出现在北半球，南半球很少发现.除此之外，SSW在大气层间的耦合过程中也扮演重要角色，与中间层冷却和热层下部的增温有密切关系(朱露等, 2017).1971年Matsuno提出：是由于对流层行星波向上传播至平流层，行星波破碎，能量释放，从而使平流层温度突然升高(Strahan et al., 2016).易明建和陈月娟(2008)研究了南极爆发性增温后微量气体的分布特征.邓淑梅等(2009)的研究表明：北半球SSW期间，平流层大气温度场和环流场的异常变化会影响到对流层.Liu等(2019)研究了2018年2月平流层爆发性增温(SSW)期间与电离层之间的响应.Gong等(2018a)针对2016年2月平流层爆发性增温事件，分析了此事件的发生与热层潮汐之间的耦合关系.已有的这些研究主要是从动力学角度对于SSW发生时的内在机制以及事件发生时微量气体成分变化的相关研究.从大气背景辐射出发去研究分析SSW效应相对较少.Kim等(2011)指出高精度的卫星辐射定标可以用来对SSW进行分析和预测.

目前国内外对中高层大气扰动的相关研究大多基于温度场和风场数据，比如Xiao等(2009)利用TIMED(Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetic and Dynamics)温度数据分析得到了全球20~120 km大气行星波在不同季节的活动规律.Preusse等(2009)以及张云等(2011)基于多年的SABER(Sounding of the Atmosphere Using Broadband Emission Radiometry)温度数据得到了大气重力波的分布特性.Jia等(2016)利用温度场和风场数据分析了SSW事件期间，受行星波强迫作用的子午环流增强，进而导致热带平流层温度下降.热带上升流的温度降低导致赤道地区对流增强，从而激发了强开尔文波活动.Mbatha等(2010)利用风场数据来研究平流层爆发性增温，指出风向在SSW发生前发生了转变.Gong等(2013)利用Arecibo双光束非相干散射雷达的风场数据对2010年1月18日至23日发生的一次主要的平流层爆发性增温(SSW)事件中低纬度热层的大气潮汐及其响应进行了分析.虽然温度可以很直观的体现SSW事件的发生，但对于温度数据的获得，大部分是通过地基的激光雷达主动遥感探测和卫星被动辐射测量遥感反演等方式来获得.20世纪90年代以来，由于卫星遥感探测不受近地面复杂天气条件的限制，基于卫星的中高层大气遥感探测技术快速发展，可以实现多种参数同时观测和全球覆盖观测，中高层大气温度则通常由长波红外辐射数据结合特定遥感反演算法获得.因此，卫星辐射测量精度及遥感反演算法准度是影响临近空间大气温度、CO₂浓度等测量精度的重要因素(范志强等, 2014；张兴赢等, 2018).例如Remsberg等(2008)指出，与Envisat卫星上的MIPAS(Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding)温度测量、英国气象局的分析资料、地基Rayleigh雷达相比，SABER温度资料在低平流层高1~3 K，在平流层顶附近低1 K，在中间层的中部低2 K；在上中间层，SABER温度大体比Rayleigh雷达的观测温度低.但与UARS卫星HALOE(Halogen Occultation Experiment)温度探测的平均差异接近于0.

卫星探测的中高层大气温度通常是基于卫星观测的辐射数据叠加辐射传输遥感反演算法得到的，因此温度探测精度取决于卫星探测器辐射测量的精度以及遥感反演算法的准度.为此，本文拟基于TIMED卫星上搭载的SABER载荷观测的长波红外辐射数据，来直观的研究SSW效应，获取大气长波红外背景辐射在SSW下的时空分布及其扰动特性.

随着临近空间探测的高需求，地基激光雷达只能提供单个地理位置的观测，火箭观测只能获得一个简单的截面，而气球无法到达MLT(Mesosphere Lower Thermosphere)区(60~180 km)，TIMED卫星第一个提供了完整的MLT区域全球观测计划.TIMED卫星于2002年1月开始采集数据，是一颗准太阳同步极地轨道卫星，每天卫星上行(下行)过程都会在相同的地方时通过同一纬度.TIMED卫星轨道高度是625 km, 倾角是74.1°，轨道周期为1.6 h.TIMED卫星的轨道沿纬圈进动，其地方时每天迁移12 min.每天的观测集中在2个地方时上，由卫星相位(上升/下降)划分，沿经圈方向基本均匀分布.其纬度覆盖从一个半球的52°到另一个半球的83°，大约每60天变换一次.

SABER是搭载在TIMED卫星上10通道的宽带辐射计，通道3带宽范围在580~763 cm^-1，称为15 μm宽带通道.SABER红外辐射计沿着卫星飞行轨道采用临边观测方式测量临近空间大气背景红外辐射信号，临边视线切点高度具有确切的经纬度信息，以上下摇摆扫描方式获得不同切点高度处的辐射信息，在此基础上通过反演算法获得低平流层到低热层的大气参量(温度气压和气体浓度等)的垂直廓线.卫星观测点x_obs处的辐射值R可表示为

(1)

其中, f(v)是探测通道的光谱响应函数，L_v是临边大气背景辐射，T_v(x)是单色透过率，J(v, x)是发射辐射源函数，在局域热平衡条件下，发射分子能级布局数满足玻耳兹曼分布，可采用普朗克函数近似求解J(v, x)，但在非局域热平衡条件下，需要严格求解发射分子的各能级数密度分布才能获取其辐射源函数.从(1)式可以看出，辐射源函数、大气透过率均与大气温度k_v及吸收气体浓度n_a密切相关.具体到SABER中的15 μm通道，该波段仅包含CO₂的吸收气体(David et al., 1993)，由于CO₂的体积混合比随高度分布较为固定，因此该波段内辐射测量随温度变化十分敏感，可以更好的反演出大气温度信息.

SABER在垂直方向是非均匀采样的，分辨率大约是几百米，为了数据的方便使用，我们对数据进行线性插值成5 km分辨率的均匀采样.本文选择SABER索引中的2.0的版本数据进行分析研究，这主要是因为其系统误差比之前版本的要小些，1.07及其以上2.0版本的数据考虑了非局域热平衡，数据下载地址为http://saber.gats-inc.com/.

图 1给出大气温度和大气背景辐射的空间变化规律示例，选择2013年1月8日(共有1441条廓线信息)在00 : 35 : 00 UT(世界时)观测的临边大气(切点高度90 km处的经度为160.236°，纬度为63.8346°)温度和15 μm处大气长波红外辐射随高度的变化展示.

图 1

Fig. 1

图 1 (a) 温度和(b)大气长波红外背景辐射随高度的变化 Fig. 1 (a) Temperature and (b) atmospheric long-wave infrared background radiation variations with altitude

由图 1a中可以看出，在平流层底部20 km附近的温度为230 K，并随高度上升而增加，在平流层顶50 km达到250 K.平流层高度内温度逐渐增大主要缘于臭氧层吸收太阳紫外辐射加热大气.在中间层，随着高度的进一步增加臭氧含量显著减少，温度随之下降，到中间层顶95 km附近温度降至190 K左右.由于中高层大气气溶胶很少，相比于大气分子的辐射作用可以忽略.在影响分子振转能级的中长波红外波段，分子散射也可以忽略.所以中高层大气的non-LTE辐射传输仅考虑分子吸收和发射辐射(刘栋, 2016).而SABER卫星数据中的温度数据是通过辐射数据结合特定反演算法获得，由图 1b中看出，随着高度的增加CO₂数密度(80 km以下CO₂体积混合比比较固定)迅速降低，导致15 μm探测波段的背景辐射迅速减小.

2013年SSW发生的确切时间应该为1月4日(Ma et al., 2017; Gong et al., 2018b)，60°N纬向风偏转的中心日应为2013年1月6日(Goncharenko et al., 2013)，由于SABER卫星数据的观测方式，南北主副半球每60天交换一次，1月8日之前的60天内卫星扫描的范围为84°S—52°N, 故选择1月8日到3月11日的数据来分析SSW效应伴随出现的平流层顶抬升现象.基于SABER遥感反演的大气温度产品，给出2011年到2013年温度的时空分布如图 2a-c所示, 取1月8日到3月11日的温度最大值做出图 2d.

图 2

Fig. 2

图 2 SABER实测大气温度时空分布 (a) 2011年数据；(b) 2013年数据；(c) 2012年数据；(d)在2011年，2012年，2013年最大温度数据. Fig. 2 Spatial and temporal distribution of atmospheric temperature measured by SABER (a) Data for 2011; (b) Data for 2013; (c) Data for 2012; (d) Max temperatrue in 2011, 2012, 2013.

图 2a中数据为2011年1月8日到3月11日的温度数据，2011年在这段时间内没有SSW事件的发生也无平流层顶抬升的现象.

而从图 2b，2c的2012/2013的温度数据中可以看出，随着时间的推移，在20~100 km范围内的温度极大值高度都有较为明显的抬升，图中黑色实线均为平流层顶的实际高度，即表明SSW发生期间伴有平流层顶抬升效应的产生.

由图 2d可知，2013年1月8日到1月15日温度极大值在40~50 km之间，这段时间为平流层顶抬升前期，在1月23日温度最大值升到70 km处，这个时间节点可视为平流层顶抬升中期，随后温度极大值逐渐降低到60 km，这种温度极大值升高的状态持续到3月11日(第70天)即为平流层顶抬升后期.即温度极大值由事件发生前的40~50 km高度升高到了75 km左右.平流层顶抬升后导致平流层顶至低热层的区间范围增大.平流层顶抬升后期，温度极大值由80 km逐渐降低到60 km，即平流层厚度开始降低，与此对应的中间区域开始增大，即以温度为基准划分的低热层所在的高度也将逐步降低，尤其是在之后的时间内.由图 2c, 2d可知，2012年1月9日的温度极大值在40~50 km，在1月28日平流层顶抬升，温度极大值区域升高到60~70 km，这种平流层增温事件并伴随出现了平流层顶的抬升现象，帅晶等(2014)指出虽然在极区几乎每年冬天都发生平流层增温事件，但只在伴随着极涡分裂的平流层突然增温事件后才出现平流层顶抬升.以上这些结果与Chandran等(2011, 2013)的理论研究结果相吻合，Chandran等(2011, 2013)还指出这种高层大气条件是由非地形重力波渗透到中间层的变化所驱动的，且这种变化导致平流层顶的抬升持续了一个多月的时间.

而帅晶等(2014)曾指出重力波的影响使大气在对流层产生上下波能量的传输导致平流层顶抬升，杨光等(2012)指出在平流层增温之前已有行星波的异常发展，这种行星波的异常发展主要是由于对流层能量的上传.对流层行星波的垂直传播可以在平流层引起强迫扰动，在这种强迫扰动的发展过程中，与基本流发生相互作用，行星波破碎，平流层温度在短时间内急剧升高，即出现SSW现象.而重力波对驱动SSW期间中间层冷却和热层下部增温有重要作用.Tsuda等(2000)提出利用来研究重力波扰动活动，而Gong等(2019)用T′_r研究重力波对大气温度扰动的影响.基于此我们从大气温度数据出发，得到温度扰动的时空分布，如图 3所示，其中大气温度扰动定义为为每个高度上的温度数据的统计平均值，其中N=63，ΔT=T_i- 为绝对温度偏差.

图 3

Fig. 3

图 3 温度扰动数据的时空分布 (a) 2013年数据；(b) 2012年数据. Fig. 3 Spatial and temporal distribution of temperature disturbance data (a) Data for 2013; (b) Data for 2012.

选取格点纬度位于70°N—84°N之间的温度数据进行统计，图 3中1月8日到3月11日期间共有90783条温度垂直高度廓线，按照公式处理得到大气温度扰动数据的时空分布.

从图 3的温度扰动数据中可以看出，在平流层顶抬升的过程中，2013年温度扰动的垂直尺度为5~ 15 km，2012年温度扰动垂直尺度为2~10 km，温度扰动幅度都在20~40 km逐渐增大，40~60 km内又逐渐减小.大气温度结构(35~86 km)呈现下降相分层趋势，表明波能量向上输送，间接反映出重力波的活动尺度(Dörnbrack et al., 2017).

由于SABER温度产品是基于SABER观测的长波红外辐射数据叠加辐射传输遥感反演算法得到的，因此SABER探测器绝对辐射测量精度及遥感反演算法准度都将给大气温度廓线带来一定误差.Remsberg等(2008)对SABER数据精度进行了较为全面的评估，其研究结果表明，SABER温度数据在下平流层的温度偏差为1~3 K，在平流层顶附近温度偏差约为1 K，在中间层的中部温度偏差约为2 K，在中间层上部，SABER探测温度大体偏低，谢衍新等(2018)利用AURA/MLS数据和TIMED/ SABER数据对20~92 km高度的大气温度进行对比分析，指出20~80 km高度的温度偏差在±6 K以内，相对偏差在3%以内，80~90 km高度平均温度偏差减小至-10 K以下，相对偏差在9%以内.

为了更加高精确的研究平流层增温效应，我们从长波辐射数据出发，类似温度扰动的定义，对于每个切线高度上，临边大气红外背景辐射扰动可定义为

(2)

是每个高度上背景辐射的统计平均值, 其中为绝对辐射偏差.给出在平流层顶抬升过程中2013年和2012年1—3月的大气长波红外背景辐射扰动R′_r的时空分布，如图 4所示.

图 4

Fig. 4

图 4 大气长波红外背景辐射扰动的时空分布 (a) 2013年数据；(b) 2012年数据. Fig. 4 Spatial and temporal distribution of atmospheric long-wave infrared background radiation disturbance (a) Data for 2013; (b) Data for 2012.

图 4中选择SABER 15 μm通道辐射数据进行处理分析.由图 4和图 3中虚线显示的状态结果可知，在卫星观测过程中，温度结构和大气长波红外背景辐射结构受到很明显的扰动.和图 3相比用大气辐射数据呈现出的大气扰动比用温度数据呈现的大气扰动更为精细，2013年的辐射最大扰动幅度在40 km处达到160%，用温度变化百分比来呈现SSW事件的发生最大扰动幅度在40 km处只有21%.2012年的辐射最大扰动幅度在40 km处达到91%，用温度呈现的最大扰动幅度在40 km处只有16.4%.在2013年平流层顶抬升时辐射垂直扰动尺度达到10~20 km，温度垂直扰动尺度为5~15 km.对于2012年平流层顶抬升时温度垂直扰动尺度为2~10 km, 而辐射扰动尺度可以达到5~20 km.

图 4研究表明，长波红外辐射数据可以对平流层顶的抬升效应进行反馈和描述，且由此展示出的大气时空结构分布清晰度更高，这是因为SABER观测的15 μm红外辐射数据主要来自于大气CO₂的红外辐射，而它与大气温度的高度分布特征密切相关.如图 5所示，平流层增温事件过程中，临边大气长波红外辐射与大气温度随时间的变化显示了较好的一致性.而基于红外辐射数据来研究大气温度扰动，有效的减小了温度反演过程中的计算误差及仪器设备的辐射测量误差，使得基于红外辐射特性数据获取的大气层节分布较为准确，可更为精细的反映平流层顶抬升时大气扰动情况，有助于更好地理解SSW发生过程中大气的变化情况.

图 5

Fig. 5

图 5 大气温度与长波红外背景辐射随时间的变化 (a) 42.5 km；(b) 77.5 km. Fig. 5 Variations of atmospheric temperature and long wave infrared background radiation with time

上面给出了1月8日到3月11日的大气长波红外背景辐射随高度和时间的变化情况，大气长波红外背景辐射在这段时间内随纬度的变化情况如图 6.

图 6

Fig. 6

图 6 不同纬度下的大气长波红外背景辐射的变化特性(a，b)和70°N—80°N下的大气长波红外背景辐射变化特性(c，d) (a)(c)切线高度40 km；(b)(d)切线高度80 km. Fig. 6 The characteristics of (a, b) atmospheric long-wave infrared background radiation at different latitudes and (c, d) long-wave infrared background radiation at 70°N—80°N (a) (c) The tangent height is 40 km; (b) (d) The tangent height is 80 km.

由2013年1月8日到3月11日平流层顶的抬升情况选择40 km和80 km的数据进行处理，由图 6纬度分布情况可以看出，在40 km的高纬度地区的大气辐射值呈现先降低后升高如图 6c，在80 km的高纬度地区大气辐射呈现先升高后降低的变化情况.在极区，其太阳辐射远远小于中低纬度地区的辐射值，而且还受到各种动力驱动的影响，比如极区的气旋、反气旋和各种大气波动(Hitchman et al., 1989；Kanzawa, 1989; Harvey and Hitchman, 1996; Thayer et al., 2010), 使得不能仅仅通过温度来判断平流层顶的高度.由图 6a中可知，平流层顶明显抬升前期(1月8日—1月23日)中高纬的辐射值比低纬度的辐射值大，随后低纬度地区的辐射值增大, 高纬度地区的辐射值减小，在SSW发生后(如图 6a中第45天)赤道附近的辐射值最大，Fritts和Alexander(2003)指出这与冬季半球较强的行星波扰动对大气背景的改变有关.由图 6b，6d中可以看出，在高纬度地区80 km高度下70°N—80°N之间的大气长波红外背景辐射是先升高后降低.由图 6b平流层顶变化期间80 km处在北半球的高纬度和赤道区出现辐射极大值，在SSW发生前大气长波红外背景辐射的极大值出现在20°N—60°N之间，随着SSW的发生高纬度地区辐射值异常增大，到低纬辐射值异常减小，到赤道附近又出现增大，而在南半球随着纬度的增大辐射值又逐渐减小.根据SSW的产生机制判断这主要由重力波同背景风场的相互作用决定，同时也受到大气稳定性的影响.

由前文可知2013年的SSW事件伴随有平流层顶抬升的发生并且是在高纬度地区，下面给出平流层顶抬升前期1月8日、抬升中期1月28日、抬升后期3月9日的高纬度地区大气长波红外背景辐射的高度-经度分布如图 7.

图 7

Fig. 7

图 7 大气长波红外背景辐射SSW发生前(a，d)、中(b，e)、后(c，f)的经度-高度分布 (a)(b)(c)切线高度为50~100 km；(d)(e)(f)切线高度为20~50 km. Fig. 7 Longitude-altitude distribution of atmospheric long-wave infrared background radiation in the (a, d) earlier stage, (b, e) middle stage and (c, f) later stage (a)(b)(c) The tangent altitude is 50~100 km; (d)(e)(f) The tangent altitude is 20~50 km.

由图 1b中的举例分析可知大气长波红外背景辐射在20~50 km范围内的辐射值降低了一个数量级，在50~100 km范围内的辐射值随着高度的增加降低了约三个数量级.因此为了更清晰的呈现大气长波红外背景辐射随高度的变化，按照20~50 km, 50~100 km两个范围高度给出经度分布情况.首先由图 7a，b，c中可以看出，50~100 km范围内，大气长波红外背景辐射沿着经度圈方向在1月8日平流层顶抬升前65 km处有两个峰值分别在经度100°和经度250°附近(本文中经度以东经为正，大于180°的经度为东经，小于180°的经度为西经)，在平流层顶抬升中期和后期这种峰值现象逐渐减弱.而从图 7d，e，f中可以看出，在20~50 km高度内的大气长波红外背景辐射呈现“w”形状，平流层顶抬升前的大气长波红外背景辐射的极大值在经度130°附近，平流层顶抬升中期极大值在100°到150°之间，平流层顶抬升后期大气长波红外背景辐射的极大值移动到0°到150°之间.这可能是与SSW的形成过程中重力波破碎，向上传播的重力波、行星波结构在不同的区域起到了滤波的作用，导致重力波的经向调制，引起大气沿经度扰动.

图 8中给出30 km，50 km和80 km处在平流层顶抬升前期、中期、后期的大气长波红外背景辐射的变化情况，其中纵轴为大气长波红外背景辐射的平均值和其标准偏差.由图 8a中看出30 km处平流层顶抬升前(1月8日)的大气辐射值的标准偏差值相对于1月28日和3月9日的大气标准偏差值要小，且在经度225°处大气辐射的平均值达到最低；平流层顶抬升中期的大气辐射在经度140°处的标准偏差最大，即偏离平均值的变化较大，且在经度125°处大气辐射平均值处于最大值；平流层顶抬升后期在经度300°处大气辐射的标准偏差较大，即在此时的大气扰动较为明显.图 8b，c中在50 km和80 km处1月8日和3月9日的大气长波红外背景辐射的标准偏差低于1月28日平流层顶抬升中期的数值，说明在平流层顶抬升中期(1月28日)50 km和80 km处的大气扰动情况较为强烈.

图 8

Fig. 8

图 8 大气长波红外背景辐射在不同高度处的变化 (a) 30 km处；(b) 50 km处；(c) 80 km处. Fig. 8 The characteristics of atmospheric long-wave infrared background radiation at different altitudes The tangent altitude is (a) 30 km; (b) 50 km; (c) 80 km.

为了分析平流层顶的大气扰动情况，选取平流层顶抬升前期的1月8日、平流层顶抬升中期的1月28日、平流层顶抬升后期的3月9日的数据，给出在50 km和80 km处的大气辐射随经度的变化情况如图 9.

图 9

Fig. 9

图 9 大气长波红外背景辐射SSW发生前(a，d)、中(b，e)、后(c，f)的经度-纬度分布 (a)(b)(c)切线高度为50 km；(d)(e)(f)切线高度为80 km. Fig. 9 Longitude-latitude distribution of atmospheric long-wave infrared background radiation in the (a, d) earlier stage, (b, e) middle stage and (c, f) later stage (a)(b)(c) The tangent altitude is 50 km; (d)(e)(f) The tangent altitude is 80 km.

从图 9a，b，c可以较为清晰的看出在平流层顶抬升前(1月8日)，高纬度地区大气长波红外背景辐射在50 km沿着经度圈是先降低后升高与图 6c相一致，辐射值的最大值在南半球, 在整个经度圈高纬度地区的大气辐射最小值在150°到200°之间；平流层顶抬升中期(1月23日)高纬度地区的大气长波红外背景辐射要低于低纬度地区，极大值集中分布于赤道两侧，并伴随着显著的随经度的变化；平流层顶抬升后期大气长波红外背景辐射的最小值出现在250°到300°之间.而在80 km处由图 9d，e，f可知平流层顶抬升前高纬度地区的大气背景辐射沿着经度圈是先升高后降低，这与图 6d相符合，平流层顶抬升前在整个经度圈高纬度地区的大气辐射最大值在150°到200°之间.平流层顶抬升中期高纬度地区大气辐射值高于低纬度地区.平流层顶抬升后期大气辐射的最大值出现在经度25°到50°之间和325°到350°之间.与50 km处相反的是80 km处的最大辐射值是在北半球的高纬度地区或者赤道附近.不同高度下大气长波红外背景辐射的经度分布差异呈现出了平流层顶抬升过程的大气状态，即基于大气长波红外背景辐射的经度分布展现出SSW效应引起的大气波动情况.

本文基于2012/2013年1—3月的SABER宽带辐射计中大气长波红外辐射数据，采用微扰法分析了SSW效应，得到以下主要结论:

(1) 用大气长波红外背景辐射扰动数据可以更清晰的呈现SSW发生并伴随有平流层顶抬升时大气的扰动过程，2013年用温度扰动数据表征SSW发生时最大扰动幅度值出现在40 km处只有21%，而最大辐射扰动幅度在40 km处可以达到160%，对于2012年弱SSW发生时，温度扰动幅度最大值出现在40 km处只有16.4%，而辐射扰动幅度最大值在40 km达到91%.

(2) 在SSW期间，从临近空间大气长波红外背景辐射的纬度分布中可以看出，事件发生在高纬度地区，而且在80 km处赤道附近辐射值呈现最小值.

(3) 在SSW期间，临近空间大气长波红外背景辐射的经度分布在20~50 km范围内呈现“w”形状.

(4) 在SSW期间，从50 km和80 km处的大气长波红外背景辐射的经度分布中看出，随着事件的发生，辐射值的极值范围在高纬度地区呈现先扩大后缩小的过程.因此基于大气长波红外背景辐射数据能够高准确度的展现SSW发生过程中大气扰动变化情况，这不仅有助于理解SSW的产生机制，为增进对临近空间大气环境的认识以及开展进一步研究和应用亦提供参考.