出國報告書
會議名稱：AGU（American Geophysical Union）2018 Fall Meeting
發表之研究論文題目：
英文：Revisiting the Modulations of Ionospheric Solar and Lunar Migrating Tides during
the 2009 Stratospheric Sudden Warming by using Global Ionosphere Specification
中文：利用資料同化模式研究 2009 年平流層驟暖事件對於電離層之太陽與月亮同
步遷移潮汐的影響
出國期間：2018/12/08-2018/12/17
經費來源：高教深耕
單位：國立成功大學 地球科學系
職稱：博士班學生
姓名：林佳廷 （Jia-Ting Lin）
聯絡電話： 0958249182
中華民國 107 年 12 月 19 日
中文及英文摘要
近年來，大氣研究發現，地面天氣足以影響高層大氣與電離層，其中最顯著的一個例子就是，
在每年冬天半球，經常發生的平流層瞬間暖化事件（Stratospheric Sudden Warming, SSW），開啟了 低層大氣與電離層耦合的討論。這是我第二次參加美國的地球物理秋季研討會，其主要的目的是 發表利用資料同化模式研究 2009 年平流層驟暖事件對於電離層之太陽與月亮同步遷移潮汐的影 響之成果，以海報的形式於【Progress in Whole Atmosphere Coupling Studies】session 中。將會議 中吸收這領域最新之研究成果，並藉機和國外此領域之專家討論與交流。
In recent years, atmospheric researchers have discovered that ground weather can highly influence the upper atmosphere and ionosphere in observations as well as numerical models. Such influences are particularly well pronounced during extreme events call as Stratospheric Sudden Warmings (SSW) that occurs in the winter polar region almost every year. It excites a large number of discussions of coupling between different atmospheric regions. This is my second time attending the AGU fall meeting, the main goal for attending the conference is to give a poster presentation in the Progress in Whole Atmosphere Coupling Studies Posters session. My research is regarding the coupling of lower atmosphere and ionosphere during SSW in recent years. The data we used in this study, which are an approach based on the Gauss-Markov Kalman filter to assimilate the total electron content observed from ground-based GPS receivers and space-based radio occultation instrumentations (F3/C) into the International Reference Ionosphere model. We found very important evidence of enhancement of lunar ionospheric tidal components during the SSW and their combined impact on the semi-diurnal variation. It was a very good chance to give a talk on the international scientific meeting for discussing and interacting the new results with other atmospheric researchers.
目次
中文及英文摘要... I 目次 II
一、 目的 ... 1
二、 過程 ... 1
2.1. 簡易日程表... 1
2.2. 與會過程 ... 2
三、 心得 ... 4
四、 建議事項... 4 附錄 A
AGU 2018 Fall Meeting 註冊當天 ... A AGU 2018 Fall Meeting 海報形式發表研究論文之照片 ... A
一、目的
這次參加 AGU 2018 Fall meeting 的目的，主要是將目前在低層大氣與電離層耦合(vertical coupling between atmosphere and ionosphere) 研究中平流層驟暖(SSW)事件對電離層影響之最新成 果發表於會議中的【SA51B: Progress in Whole Atmosphere Coupling Studies】session，此一研究利 用由中央大學林其彥博士所發展之資料同化模式，同時將台灣福衛三號掩星觀測與地面 GPS 觀測 之 TEC 同化進電離層 IRI 模式，以透過高時間與空間解析度之全球電離層密度分布，研究 2009 年 SSW 事件期間，改變電離層半天週期太陽與月亮同步遷移潮汐之重要證據，及其綜合之影響，
期望能在會議中與各國專家學者討論與交流。
二、過程
2.1. 簡易日程表
日期 地點與簡要工作內容
2018/12/08
（六）
由台灣搭乘國泰航空 CX 475 班機至香港轉機，由香港搭乘國泰航空 CX 866 班機，前往美國華盛頓杜勒斯國際機場(IAD)
2018/12/09
（日） 參加 AGU field trip 至 National Air and Space Museum Udvar-Hazy Center 參訪。
2018/12/10
（一）
參與【SA13A: New Scientific Measurements in near-Earth Space I】、【SA13C Multiscale Ionosphere Structuring Processes and Related Impact on Technology Posters】session
2018/12/11
（二） 參與【SA21A: New Scientific Measurements in near-Earth Space II】session 2018/12/12
（三）
參 與 【 SA31B Advances in Equatorial Thermosphere and Ionosphere Studies Posters 】、【 SA33C Understanding Traveling Ionospheric Disturbances (TIDs) Posters】session
2018/12/13
（四）
參與【SA42A Progress in Whole Atmosphere Coupling Studies I】、【SA43B Gravity Waves in the Mesosphere, Thermosphere, and Ionosphere Posters】
2018/12/14
（五）
於會議中的【SA51B: Progress in Whole Atmosphere Coupling Studies】session 中 以海報形式發表研究論文「Revisiting the Modulations of Ionospheric Solar and Lunar Migrating Tides during the 2009 Stratospheric Sudden Warming by using Global Ionosphere Specification」。
2018/12/15 - 2018/12/17
由華盛頓 DC 乘車至華盛頓杜勒斯國際機場，搭乘國泰航空 CX 861 至香港轉 機，由香港搭乘國泰航空 CX 498 返回台灣。
在 AGU 2018 Fall Meeting 會議正式開始的前一天[12/9（日）]，參加會議舉辦的 field trip，至 美國國家航空和航天博物館二館（National Air and Space Museum Udvar-Hazy Center）參訪，地點 位於杜勒斯機場旁，為世界上收藏航太器材和設備最多的博物館。其中重要代表收藏有：可超音 速 3 倍飛行的黑鳥偵察機（SR-71）、發現號太空梭（Space Shuttle Discovery）、法航超音速協和號 客機（Concorde），聽取導覽員的介紹詳細地介紹各飛行器的歷史故事，還發現原來這裡就是電影 變形金剛的拍攝地點，能夠親眼見到這些經典飛行器實物，實在沒有白繳格外的旅費阿。
AGU 會議正式開始的第一天[12/10（一）]一早就到 Walter E. Washington Convention Center 會 場報到領取識別證，因逢 AGU 100 周年，今年參加人數約有將近 2 萬 6 千人，會場的規模之大也 是前所未有的，完全自動化的領取識別證流程相當先進，效率高的嚇人，並沒有因人數眾多而擠 得水洩不通，並且今年對於進出會場的管控相當嚴格，就算在會場內，進出主要展覽場或海報區，
都會有警衛再一次查驗識別證，可見 AGU 主辦單位的用心。而這次參加會議主要關注與參與討 論的 session 是屬於 Space Physics & Aeronomy（SPA）太空與高層大氣學門。早上第一個 session 是【Global Dynamical Response of the Upper Atmosphere to External Forcing I】，主要是探討現今最 新的衛星任務如 GOLD、ICON、COSMIC2，目前與預期在中低緯度電離層與熱氣層的研究成果，
透過觀測、資料分析與數值模式了解上部電離層與其底下熱氣層的關係。
在[12/10(一)]的下午，在 SPA-Aeronomy 區的 poster session 區意外發現與我研究相關題目的 海報，是由來自北京大學博士生 Jing Liu 指出在 2016-2017 和 2017-2018 年兩年間平流層驟暖對 於低緯度東亞和美洲區域電離層的不同影響，這兩年的事件是屬於我較少涉略的，因我研究使用 之福爾摩沙衛星三號衛星，在這段期間資料數已嚴重不足。然而他採用地面 GPS 觀測之 TEC，以 及 EEJ 與地面雷達站，發現在 2016-2017 年 SSW 事件中，在東亞與美洲區域觀測到的半天週期 變化隨天數的漂移都同時存在，然而在 2017-2018 年的 SSW 事件中卻不然，在美洲區域比較明 顯，而東亞區域不見此特徵。此半天週期變化隨時間飄移特性，與我研究之半天週期之月亮同步 遷移潮汐（M2）特徵有高度相關，推測在 2017-2018 年的 SSW 事件可能非同步遷移潮汐佔有更 大的比重，我們討論交流意見了一番，希望將來有機會能夠合作，也才了解到原來他是誤投錯 session 才會第一天就出現，不然照理說應是最後兩天才是 vertical coupling 的學門，也邀請他歡迎
禮拜五來我 poster 討論。
會議的第二天[12/11(二)]，遇到以前同是念太空電漿所的學姐吳彥蓉，如今他目前在柏克萊 大學搭任博士後研究員於 NASA 的最新 ICON 衛星任務 Thomas Immel 計畫主持人的團隊下工作，
與 Immel 教授也算是有所淵源，曾當他多次參訪台南和台北的地陪，聊起許多往事。話家常外，
也了解了一下目前 ICON 衛星任務目前的最新情形，原本應於今年 11 月發射，卻於發射時儀器訊 號異常則取消。而吳博士發表的論文即是 ICON 上最重要能夠量測中高層中性大氣風場的儀器 Michelson Interferometer for Global High-resolution Thermospheric Imaging (MIGHTI)，介紹其觀測 原理，和在透過觀測輝光都普勒效應反演中性大氣風場過程中的球對稱假設，討論其過程中造成 的誤差，與理論真實值差異，由結果得知其觀測反演所得之中性大氣風場誤差約為 5-20 m/s，平 均之風場的極性結果相當符合真實值，可以指望 ICON 能夠在未來為熱氣層與電離層耦合
（coupling）帶來相當大的助益。
會議的第三天[12/12(三)]，與先前認識的九州大學 Huixin Liu 教授寒暄，得知目前他正於美 國 NCAR-HAO 做半年期的訪問，並且擔任 Space Weather 期刊的編輯。其發表的最新研究是了解 電離層 F 層底部中尺度的重力波活動情形，是透過分析 GOCE 衛星四年間 in situ 量測熱氣層之中 性大氣密度與風場，統計出這四年間，中尺度（<620 km）重力波活動的季節性變化，結果很有趣 的是，一般認為重力波是生成電離層電漿泡 quatorial plasma bubbles (EPBs)之 seed。然而統計結果 顯示，其重力波能量活耀的季節，卻與觀測到電漿泡好發率的季節（春秋分）完全相反，與預期 結果矛盾，代表要於夜間生成電漿泡，不僅僅是需要一個隨時皆存在的重力波擾動，還有其他更 重要的因素在掌控電漿泡的生成率，是非常值得討論的結果。
會議的第四天[12/13(四)]，這天是屬於我研究領域範圍”vertical coupling”的重頭戲，其中兩個 invited talks 讓我從中學到很多，一個是由 Yasunobu Miyoshi 教授主講的利用 GAIA model 模擬探 討低層大氣與高層大氣波動偶合的過程，著重於於低層大氣產生的重力波，再向上傳播的過程中，
如何影響熱氣層及電離層系統。其中重力波 drag 與潮汐風趨勢之間的相位關係，將會決定此重力 波產生之 drag 是否會增強這個 tides，這個觀念是我先前沒有想過的。另一個則是由 Nicholas Pedatella 主講的利用 NCAR 目前最新發展 WACCM-X 結合資料同化 DART 的最新成果，WACCM- X 是一可提供全球對流層、平流層、中氣層、熱氣層到電離層 state 的模式，在結合 DART 後，
hindcast 實驗結果顯示，此一模式能夠精準地預報中高層大氣的狀態在 SSW 發生 5-10 天之前，
在平流層的預報能力能夠提早到 15 天之前，指出此一全面性的 whole atmosphere model 的能力，
已遠遠超出現今任何其他模式。
會議的最後一天[12/14（五）]，本來很擔心在會議的最後一天發表論文，人會少的可憐，但 大家都有堅持到最後一天，人氣依然不減。其中不乏因我參加學生論文競賽之評審，才從中發現，
對於講解給不是該領域的學者，表達能力還有待加強，沒辦法很淺顯易懂地從頭講起故事。在這 過程中也獲得許多回饋與建議，認識 MIT 工作的 Olusegun、北京大學的柳荆等等。也和此領域的 Larisa Goncharenko 和 Astrid Maute 閒話家常的同時，互相交流各自目前最新的研究結果。
三、心得
這是我第二次參加 AGU Fall Meeting，且恰逢 AGU 年會 100 周年慶，特別盛大舉辦並移師 至美國首都華盛頓 DC，一次能夠將兩萬六千多人能夠容納進會場，並且邀請各種科學儀器廠商、
政府研究單位、NASA 來會場展覽，NASA 的攤位一直以來都是備受矚目的，今年這次更提供更 多趣味性的答題活動，須具備一定背景知識，才有辦法領取紀念獎品，挑戰性大增。此外也認識 到美國首都華盛頓的交通，是如此的繁忙與混亂，走在路上超長鳴的喇叭聲不絕於耳，也體會到 這邊的海鮮食材的豐富，特別是龍蝦，以及超貴的物價，總之參加 AGU 這趟會議收獲非常多。
四、建議事項
無。非常國立成功大學邁向頂尖大學計畫補助我出席此會議！
附錄
AGU 2018 Fall Meeting poster 會場
AGU 2018 Fall Meeting 海報形式發表研究論文之照片
研究室成員於 AGU 會場之合影
參訪 National Air and Space Museum Udvar-Hazy Center
