通过树木年轮δ13C重建大气CO2浓度的可靠性探讨

为了探讨利用树木年轮碳同位素比及其模型重建历史大气CO2浓度的可靠性, 对南亚热带条件下生长的几个主要树种的一些相关生理指标进行了测定. 结果发现叶片光合速率A和气孔导度g的比值A/g和细胞间CO2浓度Ci随环境和树种特性有较大的变化, 与前人对幼苗控制实验所取得的关于这两个值不变的结论不同, 从而对以Ci恒定为前提通过树木年轮δ13C重建大气CO2浓度的可靠性提出了怀疑. 根据目前对Ci等值变化机理的认识水平和大气CO2浓度变化幅度, 通过树木年轮δ13C的分析难以精确地重建区域性大气CO2浓度的变化.     

突破难关上云霄

地球上有天气,太空中也有天气吗? 答案是当然有了!太空天气是指在太阳系内地球周围的太空环境发生的变化.太空天气包括太阳、太阳风、近地空间以及高层大气中的任何条件和事件.太阳会发生太阳风、太阳耀斑、太阳射电爆发、太阳辐射风暴、太阳高能粒子喷发、日冕物质抛射和太阳黑子爆发等,引起太空天气的变化.银河系中拥有3000 多亿颗...     

通过树木年轮δ13C重建大气CO2浓度的可靠性探讨

为了探讨利用树木年轮碳同位素比及其模型重建历史大气ＣＯ２浓度的可靠性,对南亚热带条件下生长的几个主要树种的一些相关生理指标进行了测定。结果发现叶片光合速率Ａ和气孔导度ｇ的比值Ａ／ｇ和细胞间ＣＯ２浓度Ｃｉ随环境和树种特性有较大的变化,与前人对轩控制实验所取得的关于这两个值不变的结论不同,从而对以Ｃｉ恒定为前提通过树木年轮δ＾１３Ｃ重建大气ＣＯ２浓度的可靠性提出了怀疑。根据目前对Ｃｉ等值变化机理的认识     

竹子为什么生长得这么快?

正竹子是生长速度最快的植物。一株树要长到5米高大约需要25年,而一株竹子长到同样高度只需要25天。树木生长缓慢的原因在于它们的质地致密,扎根于土壤的根与呈同心圆的木质细胞支持着树木的成长。此外,树木生长主要发生在春季,一到秋季,树木生长就变缓。所以,随着春夏秋冬的季节变化,树木形成了明显的年轮。竹子则不同。竹子的生长点不在年轮,而在竹节。由于竹节是中空的,竹子达到与树木相同高度所消耗的能量更少。竹子的茎有两个不同的细胞分裂区,被称为分     

新方法可提前24小时预测太阳耀斑

<正>预测太阳耀斑是困难的,因为我们并不清楚耀斑如何被触发。虽然在耀斑发生时,望远镜可以观测到并提供一些警告,但高能粒子可以在短短8分钟内到达地球——这不但可能会危及宇航员的健康,而且还会在我们作出反应之前就损坏卫星。近日,一个日本研究团队利用与太阳耀斑相关的强磁场设计的"卡帕方案",可以在太阳耀斑发生前数小时预测其发生。研究团队将该方法应用于2008年至2019年期间的数据,结果能够提前24小时预测9个最大的耀斑(被称为"X级耀斑")中的7个。这种预测太阳耀斑的新方法可以让我们在太阳耀斑发生前提前做好准备,规避潜在风险。     

太阳中子事件的观测特征与中子能谱的计算

太阳中子事件是与耀斑活动相关的偶发性即刻粒子事件, 主要表现为地面宇宙线探测装置的计数瞬时突增. 太阳中子携带着爆发源区的物理信息: 耀斑大气的元素组成、大气高度、磁场的会聚程度以及磁流体湍动等. 相对于其他带电粒子, 中子能够不受太阳磁场和行星际磁场的束缚而直达地面. 目前, 对太阳中子事件的理论研究, 主要是通过蒙特卡罗模拟, 考虑太阳耀斑环中磁场的螺旋角散射作用和磁镜效应, 计算耀斑磁环模型里各向异性中子的产生与太阳大气高度、时间、角度和能量间的关系, 计算逃逸中子的角分布和能谱, 以及逃逸到地球附近中子的能谱. 观测方面, 主要是结合地面中子监测器记录的超出时间与空间探测到的g射线核谱线发射峰值的时间差, 利用飞行时间方法(Time of Flight Method), 考虑中子监测器的探测效率和中子在地球大气中的衰减因素, 反演日面处的中子能谱. 本文依据已确定的10例太阳中子事件, 评述基本的观测特征, 介绍相应的观测仪器, 探讨太阳中子能谱计算的两种方法(观测法和模型法), 比较不同方法获得的计算结果; 并依托羊八井太阳宇宙线探测装置(中子监测器、太阳中子望远镜), 报道对太阳中子的初步交叉探测特征(1998年11月28日GLE事件和2005年1月20日GLE事件), 指出目前亟待解决的问题.     

太阳耀斑中的快速涨落现象

太阳耀斑是太阳物理、空间物理和地球物理共同研究的对象,它在短暂时间内释放巨大的能量,对星际空间以及地球周围环境产生很大的影响,因此太阳耀斑研究不但对了解太阳能量发射机制有帮助,对人类生活环境变化的了解也有现实意义。本期《太阳耀斑中的快速涨落现象》对太阳耀斑中各种辐射的快速涨落的观测和理论研究作了综述。     

太阳X射线爆发的人体效应

20 0 0年是一个太阳活动高峰年 ,地球上的一切生命又经受了数月的较频繁出现的耀斑高能辐射的考验 .在这一年 ,我们从各种一般性报刊上经常见到关于加强防护太阳紫外线的忠告和措施 ,但是却未见有人提出是否需要防护太阳Ｘ射线的问题 .实际上 ,当太阳上的大耀斑爆发时 ,不仅紫外线增强 ,Ｘ射线也大大增强 ,一般来说 ,紫外线强度可增加数倍 ,而Ｘ射线可增加数十倍或更高[1] .尽管地球大气对Ｘ射线和紫外线都有很好的阻挡作用 ,但是大气对于Ｘ射线的透明度并不比紫外线差 .既然众所周知紫外线对人体健康有一定影响 ,那么太阳Ｘ射线爆发 ,即Ｘ…     

基于暗条电流演化的太阳耀斑唯象模型

1 引言观测显示耀斑的发生与暗条活动密切相关。而Van Tend和Kuperus以及以后不少作者则从理论上探讨了暗条作为活动区电流,它的演化和运动与耀斑过程的物理联系。然而,由于高质量观测资料的取得极其困难和耀斑过程的复杂性,观测和理论之间缺少定量的分析和比较。我们曾基于4个极其难得的耀斑观测资料,建立了耀斑爆发与暗条电流强度、能量变化之间的定量关系,从观测和理论两个方面加强了耀斑-暗条电流模型的地位。 1981年5月13日大双带耀斑是21周太阳峰年期间著名的耀斑之一,它具有丰富的观测     

结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型

太阳耀斑是剧烈的太阳活动现象之一,耀斑的预报对人类活动有着重要的实用价值.为进一步提高太阳耀斑的预报准确率,本文在综合考虑太阳黑子活动区参量、10.7 cm太阳射电流量等预报因子的前提下,提出了结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型.本模型的太阳黑子活动区参量包括黑子群面积、黑子群的Mc Intosh分类、活动区日面经度延伸、可见黑子数和黑子群的磁分类.本文首先对上述参量进行了合适的属性编码并归一化建模所需数据集,然后利用主成分分析方法提取出主要特征,应用支持向量机方法建立了耀斑预报模型.最后,本文将该模型预报结果与其他预报模型的结果进行了对比,结果验证了结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型是一种有效的预报模型.     

趣谈年轮

提起年轮,人们就会自然而然地想到树干中那一圈圈深浅相间的环状纹理,它便是树木年龄的象征。亚里士多德的同事就曾提到过年轮,不过到达·芬奇才第一次指出年轮是每年增加一圈的。     

级联激波触发的太阳耀斑理论

随着观测特征不断积累和丰富,太阳耀斑的理论模型也越来越多。空间观测的结果似乎只要求活动区磁场是双极拱形,与大量的电流片模型不一致。耀斑过程可能并不总是一种机制。本文从理论上进一步讨论太阳耀斑的级联爆发模型。对流区的波动能量转换为活动区的横向磁场能量,由于扭转不稳定性使磁能释放,并转换为激波动能,活动区激发的级联     

动物的年轮

年轮并非树木独有,许多动物也有年轮。哺乳动物,如马、牛、羊、骆驼、骡子等在牙齿钙化的过程中都留下了年轮。所以农村许多有经验的老农只要一看牛、马等的牙齿,就可以准确地看出其年龄。爬行动物,如龟、鳖等的年轮“刻”在背部的甲壳上。腔肠动物如珊瑚的年轮则在它们的表壁上,由不同粗细的规则形条纹来辨别。鱼类的年轮在鳞片上。由于春夏季节水的温度高、鱼饵足,鳞片就长得快,形成宽阔的同心圆;秋冬时节,水的温度低、鱼饵少,鳞片生长慢,只留下窄窄的同心圆。宽窄同心圆之间便出现了明显的年轮界线。但是,并非所有鱼的年轮都长在鳞片上,…     

利用树木年轮资料恢复祁连山地区近700年来气候变化

祁连山位于我国西北部,气候较为干旱,海拔3200m以上出现林带,海拔4000m以上存在有永久性冰雪覆盖.自70年代起,在祁连山发现有树龄较长的老树,有的近千年,且与气候要素有较好关系,是我国利用树木年轮研究气候变化规律极有潜力的地区之一.同时,应该指出的是,早期在祁连山的树木年轮工作,由于样本量不足,达不到“复本”的基本要求,也因为量测与定年的误差,所建成的年表远不符国际树木年轮数据库(ITRDB)的规定.本文则按照树木年轮气候学的基本原理与概念,采用最新的分析程序,在该地区进行取样、建立年表,并通过研究年轮指数和温度降水的关系,重建了一条祁连山地区过去湿润指数变化序列,进而探讨该地区过去气候变化特征.     

溜金漱玉浣极光

从人类历史的角度看,太阳是十分稳定的。但是仔细观察太阳,表面翻滚对流,就像烧开水一样。再稍远一点看,太阳表面有一块块“黑子”,这是由于这些区域比周围的温度低造成的视觉假象。偶尔,太阳还会喷出巨大的“火苗”,有几十个地球大小,天文学家称之为“太阳耀斑”。受其影响,短波通讯被阻断,对人造地球卫星、空间站、宇航员的安     

前沿

正恒星耀斑有助发现生命美国西北大学的一项研究表明,尽管行星主星发出的恒星耀斑猛烈且不可预测,但并不一定会阻止生命的形成,而且可能有助于发现生命。通过将三维大气化学和气候模型与从遥远恒星观测到的耀斑数据相结合,研究团队发现,恒星耀斑可能在行星大气和可居住性的长期演化中扮演重要角色。恒星耀斑是由恒星发出的,是磁成像的突然闪光。在地球上,     

太阳耀斑期间向日面电离层相关扰动现象与分析

利用2000年7月14日太阳大耀斑期间向日面电离层GPS观测资料，对电离层此次耀斑的响应进行了研究，观测到了向日面电离层总电子含量（TEC）时间变化曲线的小同步扰动结构，扰动幅度的量级在10^15m^-2左右。通过与耀斑期间GOES卫星的软X射线辐射通量进行对比，对这些同步扰动结构进行了分析。结果表明，这些同步扰动确实存在于电离层，并与太阳耀斑辐射的演化特点有直接的关系。由软X射线辐射通量没有类似扰动的事实，可以认为该扰动主要是由于耀斑期间远紫外辐射存在的类似扰动引起的，且同步扰动发生的区域主要在电离层F区。     

利用树木年轮资料恢复祁连山地区近700年来气候变化

<正>祁连山位于我国西北部,气候较为干旱,海拔3200m以上出现林带,海拔4000m以上存在有永久性冰雪覆盖.自70年代起,在祁连山发现有树龄较长的老树,有的近千年,且与气候要素有较好关系,是我国利用树木年轮研究气候变化规律极有潜力的地区之一.同时,应该指出的是,早期在祁连山的树木年轮工作,由于样本量不足,达不到“复本”的基本要求,也因为量测与定年的误差,所建成的年表远不符国际树木年轮数据库(ITRDB)的规定.本文则按照树木年轮气候学的基本原理与概念,采用最新的分析程序,在该地区进行取样、建立年表,并通过研究年轮指数和温度降水的关系,重建了一条祁连山地区过去湿润指数变化序列,进而探讨该地区过去气候变化特征.     

碳粒子——新的地球污染物质

石油和煤等燃烧时产生的袅袅黑烟——碳粒子,作为大气中新的环境污染物质而引人注目,进入20世纪以来,伴随人类活动,急剧增加。当吸入人体肺部,有致癌作用。如果碳粒子增加,还会改变阳光的反射率,因而对气候产生影响。     

太阳耀斑预报研究进展

太阳耀斑是指发生在太阳表面局部区域中突然和大规模的能量释放过程.它是空间环境的主要扰动源,对地球空间环境造成很大影响.太阳耀斑预报是空间天气预报的重要组成部分,对其研究具有重要的实用价值和科学意义.现有的大部分太阳耀斑预报模型是从观测数据提取预报因子,利用各种统计和数据挖掘技术建立预报因子与耀斑发生之间的关系模型,利用建立的模型对未来时间的耀斑发生进行预报.在预报研究中,预报因子、预报方法和预报模型是3个主要研究领域.其中预报因子的选取和数据处理尤为重要,是建立预报模型的前期工作.预报因子主要采用太阳黑子、磁场参量和分形因子等.预报方法包括统计方法、机器学习方法和数据同化方法.统计方法在早期的耀斑预报建模中用的较多,随着数据挖掘技术的发展,越来越多的机器学习方法应用到预报模型中并取得了较好效果.而近期发展的数据同化方法有更好的模型修正能力.预报模型早期基本使用静态模型,后来发展起来的动态模型具有更强的优势;而自组织临界模型在物理方面给了耀斑发生更多的解释.本文分别从这3个方面总结了耀斑预报的研究进展,结合中国科学院国家天文台太阳活动预报中心的工作,评述了一些重要的研究成果.最后,对未来的研究方向进行了总结和展望.