昆明地区南墙面上小时太阳辐射量的计算

以昆明地区的南向墙面为例,模拟计算了两分、两至日的小时太阳辐射量随时间的变化关系.经计算机辅助计算得:四个典型日的最大负荷都出现在中午十二点附近.其中,春分日的最大瞬时辐射量为1.84 MJ/m2;夏至日的最大瞬时辐射量为0.59 MJ/m2;秋分日和冬至日的辐射量分别为1.81 MJ/m2和2.05 MJ/m2.     

特大磁暴时CHAMP卫星质量密度和NRLMSIS00模式在400km高度上的对比及初步研究

本文通过对比特大磁暴时CHAMP卫星探测的的质量密度和NRLMSIS00模式在400km高度上的数据,阐述了特大磁暴时大气密度扰动的一些规律。结果表明：NRLMSIS00模式在特大磁暴时低估了地磁扰动对大气密度变化的影响,不能很好的反映出实际热层大气密度变化。     

中国北纬40°上空过渡流区大气月平均状态特征

为了解中国北纬40°上空过渡流区大气月平均状态,使用热层-电离层-中间层大气能量与动力/宽频辐射计大气探测卫星资料,选取北京和酒泉上空50~110km高度2003-2014年共计12a的温度和密度数据,采用Lomb-Scargle谱分析方法分析了两站资料的周期特征、温度和密度周期随大气高度的变化特征,以及太阳活动对过渡流区的影响。结果表明:过渡流区的大气状态随经度变化很小,大气温度随时间变化呈现显著的4个月震荡和年震荡,自然年内温度的4个月震荡在过渡流区底层和顶层具有同位相特征,在中层为反位相特征;大气密度随时间存在半年变化和年变化特征,90km以下以年变化为主,90km以上年变化和半年变化同时存在;过渡流区上层温度和密度受到太阳活动的影响显著,强弱随月份变化。     

建筑用太阳能热管式光伏光热系统优化

根据热管式光伏光热(photovoltaicthermal,PVT)系统的能量流动过程,建立了热管式PVT系统数学模型。为研究主要变化参数对系统性能的影响规律,达到系统效率的最优值,以光伏效率及光热效率为优化指标对系统进行了优化,分析了系统主要变化参数(集热器热管数量和集热器倾角)对系统光伏效率及光热效率的影响规律,确定了热管式PVT系统分别在春分、夏至、秋分、冬至日的最高光热效率和光伏效率及系统对应的最优集热器热管数量和集热器倾角。     

基于COSMIC数据开展全球电离层foF2建模及变化特征研究

电离层foF2是短波通信、天波超视距雷达系统所需的关键环境参数,使用2006—2014年COMSIC(constellation observing system for meteorology, ionosphere, and climate)掩星电离层数据和多项式方法,自主构建了高精度全球电离层foF2经验模型,并使用2015—2019年观测数据进行独立检验。本模型结果与建模及独立检验时段电离层foF2观测数据的相关系数分别为0.948和0.937,平均偏差分别为2.38%和3.08%,相对误差分别为11.72%和12.69%。利用该模型研究了电离层foF2时空变化特征,结果表明电离层foF2日夜变化幅度随纬度增加而变大,春秋分季期间南半球日夜变化幅度显著高于北半球,而夏季半球则远低于冬季半球。电离层foF2季节变化幅度随纬度增加而变大,夜间电离层foF2的季节变化以年特征为主,白天则包含了显著的年、半年特征,夜间季节变化幅度明显高于白天,南半球显著高于北半球。电离层foF2中纬槽现象主要出现在春秋分季夜间,经度方向四波结构主要出现在太阳活动低年和春秋分季期间。     

合肥上空钠层夜间激光雷达观测的初步研究

介绍了中国科学技术大学的米-瑞利-钠荧光双波长激光雷达系统,其双波长发射和三通道探测技术使得该激光雷达系统能够对近地面到110 km高度范围内的多种物理量——气溶胶、大气温度和密度、钠层密度进行探测.利用该激光雷达系统近一年的钠层密度观测数据,分析了合肥地区(31.87°N,117.23°E)钠层的主要形态、夜间变化、季节变化特点.结果显示,合肥钠层柱密度最小值为1.126×109cm-2,出现在6月份;最大值为6.014×109cm-2,出现在12月份;柱密度在夏季表现出相当宽广的极小值,质心高度没有明显的季节变化,而RMS宽度则呈准半年变化.     

基于转动拉曼-米激光雷达拟合大气边界层内气溶胶光学厚度与PM2.5

提出一种利用转动拉曼-米散射激光雷达米弹性散射信号与转动拉曼散射信号比值来拟合大气边界层1 km以内气溶胶光学厚度与PM_2.5值的方法. 该方法消除了几何因子对近地面探测过渡区所带来的误差,而且消除了近地面大气湿度的影响,能够获得高精度的气溶胶后向散射系数,并在此基础上推导了气溶胶光学厚度（AOD）的计算方法,最后利用实验室转动拉曼-米激光雷达系统测量的2013年北京地区气溶胶数据,拟合获得了2013年北京地区冬夏两季AOD-PM_2.5经验公式.      

瑕疵谐振石英半球壳固有刚性轴的定位

石英谐振半球壳是半球谐振陀螺仪(HRG)的核心结构,瑕疵半球壳的固有刚性轴测量定位是对其进行频差修正的前置任务,因而这也影响到半球谐振陀螺仪的工作性能和精度。为准确定位含瑕疵石英半球壳的固有刚性轴,通过理论推导和数值仿真两种方式对含密度和阻尼不均匀瑕疵谐振半球壳在强迫振动条件下的运动状态进行分析。含瑕疵石英半球壳运动方程等价于二维弹簧—阻尼—质点系统的物理模型,以此模型证明了稳态时壳体上两点的位移李萨如图(Lissajous-Figure)是一个椭圆。同时推导出了此椭圆在瑕疵状态下的长、短半轴及其倾角的显式表达式;另外在数值仿真上,采用Mathematica软件绘制了位移的李萨如图与椭圆倾角随激励电极角度的变化图。结果表明:含密度和阻尼不均匀瑕疵石英半球壳的固有刚性轴采用此种方案可方便快速完成其定位。因此评判石英瑕疵半球壳固有刚性轴的准则是:调整不同的激发电极角度,若稳态李萨如图的椭圆倾角为0°时,则此时的激发电极角度就为固有刚性轴所在方位角。理论结果和数值仿真已验证此结论的正确性。     

上海大气微细颗粒物典型样本遗传毒性的季节变化研究

为探究上海市冬、夏两季惠南和浦东2个位点PM_(2.5)不同组分的遗传毒性,利用SOS显色反应分别测试了PM_(2.5)在相同颗粒物浓度下的总颗粒物、有机提取组分和水溶性组分的遗传毒性.试验结果显示,冬、夏两季惠南总颗粒物诱发遗传毒性效应的最低浓度均为2mg·mL~(-1),浦东总颗粒物诱发遗传毒性效应的最低浓度分别为1 mg·mL~(-1)和2 mg·mL~(-1);惠南及浦东2个位点冬、夏两季的水溶性组分均在最高浓度2 mg·mL~(-1)下呈遗传毒性阳性;2个位点冬、夏两季的有机提取组分在0.000 2 mg·mL~(-1)至2 mg·mL~(-1)浓度范围内均未表现出遗传毒性效应.为进一步比较暴露于等体积的空气时,冬、夏两季惠南及浦东大气颗粒物的不同组分遗传毒性的相对强弱,比较了每立方米空气中以4-硝基喹啉氧化物(4-NQO)质量表示的不同组分的遗传毒性.结果表明,上海浦东点与惠南点的大气微细颗粒物的遗传毒性呈现季节性规律,冬季颗粒物的遗传毒性显著高于夏季,而且冬、夏两季总颗粒物及水溶性组分中具有遗传毒性的化学成分及其浓度可能存在一定的差异,结合现有研究中上海地区多个位点微细颗粒物中污染物浓度或含量冬季普遍高于夏季的研究结果,推测上海各地区的大气颗粒物遗传毒性均具有类似的季节性变化规律.有机提取组分的遗传毒性效应不明显,大气微细颗粒物的遗传毒性可能主要来自于水溶性组分.上海的郊区大气污染日益严重,相同季节浦东市区与惠南郊区的污染水平相当,遗传毒性也处于相近水平,推测相同季节上海浦东市区与惠南郊区大气颗粒物中的致遗传毒性成分具有一定的相似性.     

郑州市PM_(2.5)和PM_(10)中水溶性无机离子的污染特征

于2009年10月至2010年8月间采集郑州市大气颗粒物PM2.5与PM10样品,对其质量浓度及水溶性离子进行分析研究.结果表明:PM2.5在秋、冬、春、夏四季的质量浓度的平均值分别为134.9、121.6、77.9和102.0μg/m3,PM10在秋、冬、春、夏四季的质量浓度的平均值分别为193.2、184.0、140.9和140.5μg/m3,日均值超标率分别达77.8%和59%.PM2.5和PM10质量浓度呈现很好的相关性,春季粗粒子在PM10中的比例相对较高,而秋、冬和夏季细粒子是PM10的主要组成部分.主要的水溶性离子是SO2-4、NO-3和NH+4,大部分以(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在;NO-3和SO2-4质量比小于1,说明采样期间郑州市大气以固定排放源污染为主.     

Comparing the diurnal variations in the SuperMAG auroral electrojet indices SML and SMU

Diurnal variations of the SuperMAG auroral electrojet indices (SML and SMU) were examined for the period of 1980–2010, and the differences between SML and SMU were especially analyzed. The diurnal variation of SML with a maximum at around 1100 UT has a prenoon-postnoon asymmetry. At solstices, the diurnal variation of SML is much stronger than that at equinoxes. For the SMU, two maxima are recorded in the diurnal variation with the bigger one at 1700 UT and the smaller one at 0400 UT. The seasonal variations are not obvious in the UT variation characteristics of SMU although the intensity of SMU is changed remarkably season by season. For both SML and SMU, the contributing stations are located at higher geomagnetic latitude around 1600 UT and at lower geomagnetic latitude around 0400 UT. These results indicate that: (1) the SML is mostly controlled by the convection electric field. Its diurnal variation is mainly correlated with the equinoctial and R-M hypothesis; (2) the SMU is largely controlled by the ionospheric conductance. Its diurnal variation is tightly correlated with the solar radiation.     

结合激光雷达评估常规探空资料反演青藏高原混合层高度的适用性

利用微脉冲激光雷达探测资料,采用梯度法获取那曲地区夏季的混合层高度序列及日最大混合层高度;利用每日两次(08:00和20:00)的探空资料结合地面最大位温,采用气块法得到雷达探测对应日期的日最大混合层高度(MMH)。通过对比从不同资料得到的MMH,发现08:00探空反演结果与激光雷达结果有较好的一致性(相关系数R为0.85,均方根误差RMSE为0.30 km,平均绝对误差MAE为0.25 km,并通过显著性水平为0.95的t检验);20:00探空反演结果则与激光雷达结果偏差相对较大(R为0.84,RMSE为0.67 km,MAE为0.54 km,未通过t检验)。分析产生偏差的原因发现,探空时刻的残余层、前期的天气变化过程以及对流泡活动或强卷夹过程引起的混合层高度时空变化等都可能是导致20:00高度结果与激光雷达结果不一致的原因,使得20:00探空资料不适合进行最大混合高度的反演。位温廓线的日变化特征也会影响反演结果的准确性,导致08:00探空结果偏高,但可以通过统计订正做修正。     

First observation of mesospheric and thermospheric winds by a Fabry-Perot interferometer in China

A Fabry-Perot interferometer, funded by the Meridian Project in China, was deployed at the Xinglong station (40.2°N,117.4°E) of the National Astronomical Observatories in Hebei Province, China. The instrument has been operating since April 2010, measuring mesospheric and thermospheric winds. The first observational data of winds at three heights in the mesosphere and thermosphere were analyzed, demonstrating the capacity of this instrument to aid basic scientific research. The wavelengths of three airglow emissions were OH892.0, OI 557.7, and OI 630.0 nm, which corresponded to heights of 87, 98, and 250 km, respectively. Three 38-day data sets of horizontal winds, from April 5, 2010 to May 12, 2010, show clear day-to-day variations at the same height. The minimum and maximum meridional winds at heights of 87, 98, and 250 km were –16.5 to 8.7 m/s, –24.4 to 15.9 m/s, and –43.6 to 1.5 m/s. Measurements of zonal winds were –5.4 to 7.6 m/s, 2.3 to 23.0 m/s, and –22.6 to 49.3 m/s. The average data from the observations was consistent with the data from HWM93. The wind data at heights of 87 and 98 km suggest a semi-diurnal oscillation, clearly consistent with HWM93 results. Conversely there was a clear discrepancy between the observations and the model at 250 km. In general, this Fabry-Perot interferometer is a useful ground-based instrument for measuring mesospheric and thermospheric winds at middle latitudes.     

风感应的电离层电流密度

本文用MSIS-86和IRI-86两模式提供的基本参数,计算了热层风,电离层电导率和电流密度的三维分布,从而将静态模式扩展应用来解决高层大气动力学和电动力学中的问题。扩展所得之新参数分布形态与现有的许多有关观测及理论研究结果大致相符,而电流密度垂直分布的细致结构则是其他方法很难获得的。这对深入研究电离层发电机、热层-电离层耦合、以及阐明磁扰条件下E层的复杂形态都是有意义的。     

电离层峰值变化特性及其影响因素分析

电离层延迟误差是影响GNSS高精度定位的重要误差来源之一,分析和掌握各因素对电离层变化规律的影响,有助于建立高精度电离层模型。为此,本文采用IGS中心提供的1999年~2015年电离层GIM数据计算南北半球不同经度圈的峰值不对称指数,分析其与太阳活动情况和地磁活动情况的相关性,并对单日电离层峰值变化情况进行分析。通过分析表明：(1)峰值不对称指数具有明显的年周期性和季节周期性;(2)西半球峰值不对称指数与太阳黑子数的相关性大于东半球,但东半球和西半球峰值不对称指数与地磁指数相关性几乎相同;(3)除08:00 LT ~ 10:00 LT(Local Time) 赤道两侧不存在明显峰值外,剩余时段均有明显的峰值,且通常在12:00 LT ~ 16:00 LT 取得极大值。     

数值预报产品的历史相似订正方法研究

针对数值预报存在误差的基本事实,提出了一套利用历史相似资料订正数值预报的方案,利用2003-2008年T213 L31数值预报产品和1948-2007年的NCEP资料,建立了100～1000 hPa等压面的高度场、温度场、风场、垂直速度场和水汽场的24～240 h预报的24 h变量订正方程.采用24 h变量相关系数和均方根误差两个指标,对2009-2010年的T213,L31高度场和温度场、数值预报产品的试应用订正效果进行了检验.结果表明:以24 h变量相关系数衡量,高度场和温度场预报订正效果都是正面的,预报时效为96～192 h,订正效果最明显;以均方根误差衡量,高度场和温度场预报订正效果同样是显著改进的;订正效果存在区域差异,高度场订正效果高纬度显著,低纬度差一些;温度场订正效果低纬度要显著一些.     

大鼠在不同节气中脑电图心电图和心率的比较

以大白鼠作为实验动物,在春分、夏至、秋分、冬至四节气中,分别观察了脑电图、心电图和心率的变化。实验结果表明,在四节气中,脑电图和心电图的变化节律,基本遵循着中医学认为的人体生理活动与四时的关系即“和于阴阳、调于四时”。     

A giant thunderstorm on Saturn

Lightning discharges in Saturn's atmosphere emit radio waves with intensities about 10,000 times stronger than those of their terrestrial counterparts. These radio waves are the characteristic features of lightning from thunderstorms on Saturn, which last for days to months. Convective storms about 2,000 kilometres in size have been observed in recent years at planetocentric latitude 35° south (corresponding to a planetographic latitude of 41° south). Here we report observations of a giant thunderstorm at planetocentric latitude 35° north that reached a latitudinal extension of 10,000 kilometres-comparable in size to a 'Great White Spot'-about three weeks after it started in early December 2010. The visible plume consists of high-altitude clouds that overshoot the outermost ammonia cloud layer owing to strong vertical convection, as is typical for thunderstorms. The flash rates of this storm are about an order of magnitude higher than previous ones, and peak rates larger than ten per second were recorded. This main storm developed an elongated eastward tail with additional but weaker storm cells that wrapped around the whole planet by February 2011. Unlike storms on Earth, the total power of this storm is comparable to Saturn's total emitted power. The appearance of such storms in the northern hemisphere could be related to the change of seasons, given that Saturn experienced vernal equinox in August 2009.     

38年生马尾松种源生长及材性联合分析

【目的】通过分析已达成熟期的马尾松种源生长与材性变异,揭示不同性状在地理种源上的变异规律,并筛选适合在安徽省六安市及类似立地区域推广的速生且材质优良的纸浆材种源。【方法】以安徽省六安市裕安区国有林木良种场的38年生(成熟林)马尾松55个种源为试材,测定其胸径、树高、管胞长度及宽度、基本密度和微纤丝角,进行生长与材性联合分析。【结果】胸径、树高、材积、管胞长度、管胞宽度、微纤丝角和基本密度在种源水平上均差异极显著(P<0.01)。各性状表型变异系数、遗传变异系数分别为3.02%~58.61%、5.56%~28.16%;胸径、树高、材积、管胞长度、管胞宽度、基本密度和微纤丝角种源遗传力分别为0.665 7、0.558 9、0.616 9、0.996 3、0.965 6、0.739 3和0.823 3。相关性研究表明:生长性状与纬度呈显著负相关,与经度相关不显著;材性与经纬度均相关不显著,但表现出局部的变异规律;生长性状间相关性高于生长与材性间相关性;微纤丝角从髓心至树皮总体随着龄级的增大而减小,木材基本密度、管胞长和宽从髓心至树皮总体随着龄级的逐渐增大而增大,变化幅度随着龄级的增大而减小。通过综合指数选择出5个综合性状优良种源,其胸径、树高、材积、管胞长度与宽度、基本密度和微纤丝角平均遗传增益分别为3.69%、5.72%、15.12%、7.05%、-1.12%、0.17%和-6.46%。【结论】成熟林马尾松种源间差异显著,并且生长性状存在从南向北逐渐减小的变异规律,材性与经纬度不相关,对其进行纸浆材生长与材性联合选择具一定潜力,可为纸浆材马尾松良种选择提供可靠依据。