大气重力波是大气中的基本波动形式之一,在中高层大气动力学过程中起着十分重要的作用。低层大气中激发的重力波携带着动量和能量向上传播。重力波在向上传播的过程中,随着高度的增加,大气密度指数减小,其振幅则指数增加,由于不稳定性而在中间层顶和低热层区域内(MLT)破碎,从而将其携带的动量和能量释放到背景大气中,引起背景大气温度结构以及风场的变化。本文利用2003年到2008年Colorado地区的Yucca Ridge Field Station(40.7°N,104.9°W)的全天空OH成像仪的图像数据以及附近的Platteville(40.2°N,104.7°W)的MF测风雷达(2.219MHz)在OH气辉层高度上的风场数据,得到了准单色重力波参数的变化特征。Colorado地区中高层大气重力波出现的平均频率为60%左右,在夏季和子夜时分较高,可达到90%以上,而在3月份和10月份最低,只有不到40%。OH全天空成像仪观测的MLT区域内大多数准单色重力波的水平波长分布在20到70km,其峰值大约为30km,平均值大约为40km。而水平波长在20到40km的重力波被认为主要是由于对流激发的。其垂直波长分布10到60km的范围,主要集中在10到40km。固有相速度主要在50到90m/s的范围内,而地面观测到的相速度30到90m/s的范围内。大多数重力波的固有周期在30min以内,且主要集中在5到10min。随着固有周期的增大,重力波的数目快速下降。重力波的观测周期主要分布在7到35min。观测周期与固有周期的差异以及观测相速度与固有相速度的差异都表明大量的重力波的传播方向与背景风的方向相反。观测到的Colorado地区的中高层大气重力波主要倾向于沿经向方向传播,且与OH气辉层高度上的背景风场也有很强的相关性。沿着(背向)风场传播的重力波,由于多普勒平移的调制,其固有频率和垂直波长将会减小(增大)。而具有较长的垂直波长的重力波将遭到到较小的相消作用而更容易被气辉成像仪探测到,反之亦然。因此,观测到的大多数重力波的传播方向与背景风向相反。重力波的传播方向还受到低层大气的平均流滤波、波导管以及波源的相对位置的影响,且也呈现出很强的季节依赖性,在夏季主要向北传播而在冬季主要向南传播。影响重力波传播方向的因素主要有低层大气的平均流滤波、波导管以及波源的相对位置。波导管的形成和波源的相对位置重力波的传播的方向性,而平均流的滤波决定了重力波传播的倾向。向北传播的重力波倾向于在夏季观测到的事实暗示MLT区域大气重力波是由赤道附近的对流层的强对流活动产生的,而纬向方向会受到较强的低层大气滤波。同样,重力波的传播方向在2006年1月份具有很强的向南传播特性,可能是由于平流层突然增温造成的。最后,多普勒平移对重力波的传播方向也有很大的影响。重力波的平均动量通量大约在1-15m2s-2。动量通量与背景风存在很强的反相关性,无论是随季节的变化还是当地时的变化。动量通量同样还受到全日和半日潮汐波的调制,在夏季其反相关性较弱。小尺度高频重力波在中间层顶耗散或者破碎时,会将其携带的动量通量传递到平均流中,从而影响平均流的变化。