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Motion extraction of atmospheric waves from spectroscopic imaging

机译：从光谱成像中提取大气波的运动

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We describe a method for extracting atmospheric gravity wave motion from spectroscopic airglow images using two-dimensional spectral analysis. This method detects quasi-monochromatic wave components and estimates wavelengths, wave propagation directions, and phase speeds from the cross periodogram of two consecutive time-differenced images. Monte Carlo simulations have been used to validate the phase-difference technique for motion estimation and to compare its performance with a translational block-motion extraction method, which represents the conventional approach. The new technique is shown to be more precise than its predecessor. We have also applied the two techniques to real airglow images for both statistical and case studies. The variances of the phase speeds generated by both methods are insignificant relative to the geophysical variation of the gravity wave phase speeds. An individual wave study illustrates that the phase-difference method provides more stable estimation of phase speeds than the block-motion method.
机译：我们描述了一种使用二维光谱分析从光谱气辉图像中提取大气重力波运动的方法。该方法检测准单色波分量，并从两个连续的时差图像的交叉周期图中估计波长，波传播方向和相速度。蒙特卡罗模拟已用于验证运动估计的相差技术，并将其性能与代表传统方法的平移块运动提取方法进行比较。事实证明，新技术比以前的技术更为精确。我们还将这两种技术应用于实际的气辉图像，以进行统计和案例研究。两种方法产生的相速度的变化相对于重力波相速度的地球物理变化而言都是微不足道的。单个波研究表明，相差法比块运动法提供了更稳定的相速度估计。

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