杂散光对分光光度计测量结果的影响

可见分光光度计及紫外一可见分光光度计（UV-VIS）在制药行业中普遍使用，影响该仪器测量误差的因素很多，其中杂散光是主要来源之一。现就杂散光这一项目对仪器测量结果准确性的影响予以说明。     

利用单站电离层测高仪与GPS数据的同化反演试验

利用测高仪和GPS观测数据进行了单站电离层电子密度廓线的同化反演实验,实验中设计了一套基于Kalman滤波的电离层数据同化系统,采用了水平和垂直方向可分离的高斯型误差协方差矩阵,利用IRI2000模式作为同化反演的背景场,分别使用了测高仪数据和GPS数据进行了单独同化反演和联合同化反演实验,结果显示：在各类同化参数不改变的情况下,单独利用GPS数据反演结果较好,不仅可以得到较为准确的TEC,电子密度廓线结果也有较好的提升;单独使用测高仪反演的结果较差,在峰高以下电子密度廓线和观测较一致,但峰高以上电子密度廓线和观测比较的结果较差,并且TEC结果和观测也有一定误差;而利用GPS和测高仪数据联合反演的结果最好,无论是反演的电子密度廓线还是TEC值都和观测最为接近.     

利用单站电离层测高仪与GPS数据的同化反演试验

利用测高仪和GPS观测数据进行了单站电离层电子密度廓线的同化反演实验,实验中设计了一套基于Kalman滤波的电离层数据同化系统,采用了水平和垂直方向可分离的高斯型误差协方差矩阵,利用IRI2000模式作为同化反演的背景场,分别使用了测高仪数据和GPS数据进行了单独同化反演和联合同化反演实验,结果显示:在各类同化参数不改变的情况下,单独利用GPS数据反演结果较好,不仅可以得到较为准确的TEC,电子密度廓线结果也有较好的提升;单独使用测高仪反演的结果较差,在峰高以下电子密度廓线和观测较一致,但峰高以上电子密度廓线和观测比较的结果较差,并且TEC结果和观测也有一定误差;而利用GPS和测高仪数据联合反演的结果最好,无论是反演的电子密度廓线还是TEC值都和观测最为接近.     

地磁静日北半球电离层电子密度的反演

利用北半球IGS观测站提供的150个GPS观测资料,结合三维电离层层析方法,反演了平静日下北半球上空电离层电子密度的变化特征.结果表明:整个研究区域电子密度在不同纬度和不同高度上存在明显的日变特征,在0°经度剖面上,电子密度最大值出现在世界时13-15时,随着时间推移,峰值幅度衰减;在北纬20°附近,世界时11～ 13时电子密度出现双峰值;北纬50°～80°范围,电子密度无大的起伏;反演结果说明了电离层三维层析技术为监测电离层时空结构提供了一种强有力的实验支持.     

光栅单色仪远波段杂散光的抑制

本文讨论了引起光栅单色仪杂散光的原因,重点分析了以Ⅳ型凹面光栅单色仪为例的远波段杂散光产生的因素,并提出抑制杂散光的措施。最后分析比较了改进前后的单色仪杂散光的测试结果及给出了改进后的单色仪在弱光谱实验中的应用效果。     

积分法确定城轨弓网电弧检测系统特征光波段

特征光波段的选择是否合理直接关乎日盲紫外法城轨弓网电弧检测系统检测结果的准确性.为了确定合理的检测特征波段,本文拟通过实验方法还原弓网电弧,搭建实验电路,模拟现场弓网电弧发生的过程,并利用光谱仪记录了6次电弧的完整光谱数据.实验结果表明,虽然每次发生电弧时受电弓碳滑板与接触线距离与接近速度的影响,但电弧光谱分布基本相似,产生波峰的位置也基本相同.在日盲区范围内,240～260 nm和275～285 nm波段分别出现明显波峰.应用积分法分别求取电弧全波段、日盲区波段及以上两波峰段的辐射强度相对值,结果表明,日盲区及两波峰段的辐射强度积分值均随电弧的减弱而线性降低.相比之下,275～285 nm波段的辐射强度积分值较240～260 nm在日盲区的占比稳定,因此确定275～285 nm波段为日盲紫外法城轨弓网电弧检测系统的最佳特征波段.     

墨西哥湾OCO-2卫星叶绿素荧光产品分析与评价

陆上植被荧光遥感分析已经发展了30余年,技术层面上日臻成熟,而海洋方面的叶绿素荧光研究正方兴未艾。为了促进卫星遥感手段研究叶绿素荧光的发展,以墨西哥湾东北部水域为研究区,对2014年9月-12月轨道碳观测2号(Orbiting Carbon Observatory–2,OCO-2)提供的L2级叶绿素荧光遥感反演产品进行了分析和评价。本文首先阐述了OCO-2荧光检索的原理和方法。在此基础上,结合表观辐射亮度和纠正参数Ci论述了叶绿素荧光值的变化趋势和波动范围。并进一步对太阳天顶角和观测天顶角等观测几何因素与荧光值之间的关系进行了分析。研究结果表明：①从数值上看,771 nm波段叶绿素荧光显著大于757 nm波段,而两个波段提取的叶绿素荧光相关性明显,这与地面实际观测得到的结果相一致;②太阳/卫星天顶角和方位角与叶绿素荧光反演结果关系不显著,表明观测几何因素对卫星遥感叶绿素荧光的影响不明显;③提取的叶绿素荧光值偏小,并出现负值,而纠正参数Ci相对恒定,这表明IMAP-DOAS反演算法和传感器探测可能存在一定的系统性误差。通过对以上研究结果的分析,可知利用OCO-2反演叶绿素荧光所得到的产品具有一定的可信度和稳定性,但其反演精度与地面观测数据相比,仍需相关部门投入大量的时间和精力进行比对和验证,以提高其实际利用价值。     

墨西哥湾轨道碳观测2号卫星叶绿素荧光产品分析与评价

陆上植被荧光遥感分析已经发展了30余年,技术层面上日臻成熟;而海洋方面的叶绿素荧光研究正方兴未艾。为了促进卫星遥感手段研究叶绿素荧光的发展,以墨西哥湾东北部水域为研究区,对2014年9月~12月轨道碳观测2号(orbiting carbon observatory-2,OCO-2)提供的L2级叶绿素荧光遥感反演产品,进行了分析和评价。首先阐述了OCO-2荧光检索的原理和方法。在此基础上,结合表观辐射亮度和纠正参数Ci论述了叶绿素荧光值的变化趋势和波动范围;并进一步对太阳天顶角和观测天顶角等观测几何因素与荧光值之间的关系进行了分析。研究结果表明:(1)从数值上看,771 nm波段叶绿素荧光显著大于757 nm波段,而两个波段提取的叶绿素荧光相关性明显,这与地面实际观测得到的结果相一致;(2)太阳/卫星天顶角和方位角与叶绿素荧光反演结果关系不显著,表明观测几何因素对卫星遥感叶绿素荧光的影响不明显;(3)提取的叶绿素荧光值偏小,并出现负值,而纠正参数Ci相对恒定,这表明IMAP-DOAS反演算法和传感器探测可能存在一定的系统性误差。通过对以上研究结果的分析,可知利用OCO-2反演叶绿素荧光所得到的产品具有一定的可信度和稳定性;但其反演精度与地面观测数据相比,仍需相关部门投入大量的时间和精力进行比对和验证,以提高其实际利用价值。     

北京地区大气气溶胶的激光雷达观测及反演算法研究

利用微脉冲激光雷达在北京地区的观测, 研究两种避开利用高空信号的反演算法。算法一,根据Fernald的反演算法把边界取在混合层中间某处, 并结合太阳光度计的观测进行反演。通过激光雷达与同一地点自动气象站的地面观测比较验证了反演结果, 表明该方案用于激光雷达的气溶胶消光系数反演是可行的。算法二,由于激光雷达近端处的信号和地面气溶胶消光系数线性相关, 从而利用地面气溶胶观测数据反演雷达常数和观测期间气溶胶平均后向散射比, 结果与第一种方案一致, 表明利用该方法反演是可行的。最后利用这次激光雷达的观测, 分析北京地区冬季一次西伯利亚高压过境时的气溶胶演变过程, 将激光雷达观测与南郊观测站地面观测进行比较, 并验证了激光雷达的反演结果和算法的可靠性。     

北京地区大气气溶胶的激光雷达观测及反演算法研究

利用微脉冲激光雷达在北京地区的观测,研究两种避开利用高空信号的反演算法。算法一,根据Fernald的反演算法把边界取在混合层中间某处,并结合太阳光度计的观测进行反演。通过激光雷达与同一地点自动气象站的地面观测比较验证了反演结果,表明该方案用于激光雷达的气溶胶消光系数反演是可行的。算法二,由于激光雷达近端处的信号和地面气溶胶消光系数线性相关,从而利用地面气溶胶观测数据反演雷达常数和观测期间气溶胶平均后向散射比,结果与第一种方案一致,表明利用该方法反演是可行的。最后利用这次激光雷达的观测,分析北京地区冬季一次西伯利亚高压过境时的气溶胶演变过程,将激光雷达观测与南郊观测站地面观测进行比较,并验证了激光雷达的反演结果和算法的可靠性。     

电离层光度计中的高压电源设计

利用SG1525芯片来实现电离层光度计上的高压稳压电源。高压电源由SG1525芯片搭建的脉宽调制(PWM)电路、功率开关管、高频变压器、RC滤波电路和取样反馈电路组成。重点介绍了所搭建的脉宽调制电路,分析了影响电路最佳工作频率的因素,给出了各部分的设计参数和测试结果,最后总结了利用PWM来实现高压电源的注意事项。经过试验测定,在负载电流小于0.741mA的条件下,高压电源稳定在-1700V,满足设计要求,可用于电离层光度计中。     

Correlative ionospheric disturbances in the sunlit hemisphere during the flare on July 14, 2000

Using GPS data obtained from GPS sites located on the sunlit hemisphere during the flare on July 14, 2000, the ionospheric response to the flare was analyzed. A kind of tiny correlative ionospheric fluctuations were revealed from the temporal total electron content (TEC) curves derived from GPS measurements, and the values of this kind of disturbances are about 1015 m-2. A comparative analysis of these disturbances and soft X-ray flux detected at GOES satellite during the flare is done. It is found that this kind of disturbances revealed in the temporal TEC curves did occur in a very large area of sunlit ionosphere and its behavior is mainly controlled by the characteristics of the flare's extra radiation. Because the similar fluctuations are not found in the curve of soft X-ray flux, it is concluded that the flare extra radiation in EUV band should have corresponding fluctuations and it is the fluctuations that cause the TEC disturbances. The height, where the disturbances occur, should be in the F region.     

Ionospheric structure in the region of East-Asian equatorial anomaly reconstructed by tomography

A chain of low latitudinal ionospheric tomography along 120°E meridian has been operating since 1993. This chain is composed of six stations from Shanghai to Manila receiving signals from the transit NNSS satellites. In this paper several reconstruction examples are presented, which give the 2-D imaging of electron density distribution obtained from the observed TEC data by means of computerized tomography technique. In reconstruction process a multi-station method was used to determine the unknown phase offset. To overcome the limitation of incomplete projection data, a technique of backprojection in combination with a normalized ionospheric model was introduced to obtain the initial guess of electron density distribution. The results demonstrate that ionospheric tomographic technology is very useful and effective to investigate the equatorial and low-latitudinal ionospheric structures and dynamics. Supported by the National Natural Science Foundation, of China & the Science Fourdation of State Education Committee of China Xu Jisheng: born in Nov. 1946, Professor     

Analysis of ionospheric anomalies before the 2011 <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>w</Subscript> 9.0 Japan earthquake

On March 11, 2011, a large earthquake of Mw=9.0 occurred near the east coast of Honshu, Japan. This paper investigates preearthquake ionospheric anomalies during the earthquake period, using data from global navigation satellite systems and ionosonde stations near the epicenter. A clear anomaly that occurred on March 8 lasted 6 hours. Eliminating ionospheric anomalies that may have been caused by solar activities and magnetic storms, we believe that a positive anomaly on March 8 was very possibly an ionospheric precursor. The affected ionospheric area on March 8, which is evident on a vertical total electron content distribution map, extended to 50° in longitude and 20° in latitude, with length ratio approximately 3:1. The anomaly peak arose from 15:00-19:00 LT, and its location did not coincide with the vertical projection of the epicenter, but was instead to its south. Corresponding ionospheric anomalies are also observed in the magnetically conjugated region. There were no obvious ionospheric anomalies in other parts of the world. To analyze changes in the ionospheric anomaly, computerized ionospheric tomography technology was used to invert the spatial and temporal distribution of electron density in the ionosphere. The ionospheric anomaly on March 8, 2011 is suggested to be an ionospheric precursor of the March 11 earthquake in Japan.     

基于短波段电离层探测数据分析地下核爆引起的电离层扰动

同GNSS（全球导航卫星系统,Global Navigation Satellite System）获取电离层TEC（总电子含量,Total Electron Content）数据相比,传统的电离层垂测、斜测等短波段数据具有特征参数丰富、高度分辨率高、历史数据多等优点。为利用电离层垂测和斜测数据,研究地下核爆引起的电离层扰动。本文利用2016年1月6日朝鲜地下核试验当天的斜测、垂测数据分析电离层扰动现象。结果表明,本次地下核爆造成的行波电离层扰动为小尺度电离层扰动,传播速度在150.3-158.7(m·s-1)之间。同时核爆发生后半小时在距离爆点421.4 km处,观测到foF2较月中值增加了0.7 MHz,较1月5日、1月7日在2:00 UTC（协调世界时,Coordinated Universal Time)的foF2（F2层临界频率,critical frequency of the F2 layer）增加了0.5 MHz,极有可能是地下核爆通过岩石圈-大气圈-电离层圈耦合机制造成电离层电子浓度增加。本文分析结果与其他文献资料非常吻合。由此可见,基于短波段电离层探测方式感知电离层扰动从而实现地下核爆炸事件的监测,是一种有效的核爆电离层效应监测手段,可与其他直接监测手段相印证,提高核爆事件监测能力。     

新疆博斯腾湖地区气溶胶光学厚度特性地基遥感

为加强新疆戈壁地区沙尘监测,为区域气候变化研究和局地卫星遥感精度验证提供地基观测依据,利用CE-318太阳光度计在博斯腾湖地区2010年4～12月测得的太阳直接辐射数据,应用消光法反演了大气气溶胶光学厚度(AOD)和Ångström波长指数α并分析其变化特征。结果表明,该地区550 nm AOD平均值为0.33±0.22。当α>0.5时,550 nm AOD日均值小于0.25; 当α<0.5时,550 nm AOD日均值大于0.3。AOD日变化在非沙尘天气时有3种类型:平稳型、上升型和下降型。沙尘天气时有3种类型:上升型、早晨傍晚高且午时有低值、早晨傍晚低且午时有高值。AOD季节变化是春季最大,冬秋次之,夏季最小。当地年均大气透明度较好,气溶胶成分单一,沙尘天气是影响当地大气浑浊度的主要原因。     

Numerical simulation of ionization enhancement in the topside ionosphere of cusp foot-point region caused by low energy particle precipitation

The Graz Ionospheric Flux Tube Simulations (GIFTS) has been improved. The improved GIFTS model was used to numerically investigate the energy particle precipitation on the distribution of electron density in the ionospheric cusp foot-point region under conditions of large plasma convection during magnetic storm. After including the effects of low energy incident particles, the ionospheric electron densities increase remarkably above altitude of ∼250 km, showing a peak at about 350 km. The percent enhancements of electron densities increase gradually with altitude, exceeding 60% near the upper boundary of the calculation. The calculated ionospheric F ₂-peak was remarkably enhanced and lifted up by the incident low energy electrons. Biography: CAI Hongtao(1976–), male, Associate professor, Ph.D., research direction: polar magnetosphere and ionosphere.     

砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射效应

应用统计物理方法研究了高增益砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射效应.导出了高增益砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射规律,在砷化镓样品中引入复合辐射强度与辐射的波长分布函数的概念,近似确定了高增益砷化镓光导开关中电流丝的平均辐射复合系数为(883 nm)≈0.1125,导出了各辐射波长的辐射复合系数与平均辐射复合系数之间的关系,验证了峰值波长为890 nm的光输出能量与实验观察结果吻合,在理论上揭示了电流丝顶部的光生载流子密度的分布规律.结果表明:电流丝的体积面积比值和电流丝内平均载流子密度是影响电流丝辐射效应的两个主要因素,波长876 nm的辐射在紧邻电流丝顶部产生的最大载流子密度具有主导作用,最大光生载流子密度比电流丝内平均载流子密度小1–2个数量级.     

WASS电离层网格算法在低纬地区的误差分析

对不同纬度的8个GPS观测台站得到的数据,采用广域增强系统(WASS)电离层网格算法计算了斜向电离层时延,并将计算结果同实际观测值之间的差别进行了统计分析.结果表明:在中高纬地区,WASS电离层网格算法的精度很高,但是在纬度较低的地区存在着较大的误差,产生这种误差的原因是由于低纬电离层中的电子浓度较大并且存在较大的经向梯度变化.为了减少这种误差,可以在低纬地区增加广域基准站的数量、缩小电离层单元网格的尺度等方法.