遥感延伸了我们的视野

自古以来人类就想看得更远,看到我们的肉眼不能及的地方。我国四川三星堆出土的两千多年前的铜人伸长变形的眼睛就表达了这种愿望,传说中的“千里眼”、“顺风耳”也是这个意思。遥感是从英文“Remote Sensing”翻译过来的,就是“远距离的感知”的意思。“遥感”可理解为感知在遥远的地方我们无法直接接触的目标。地球上的每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式——电磁波。不同物体的电磁波的波谱特性是不相同的,遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的辐射和反射能量,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。例如,大兴安岭森林火灾发生的时候,由于着火的树木温度比没有着火的树木温度高,它们在电磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更多的能量,这样,载有热红外波段传感器的卫星拍摄到的影像,其着火的森林就会显示出比没有着火的森林更明显的红色调。这个例子简单地说明了遥感的基本原理和过程。遥感大体可分为地面遥感、航空遥感和航天遥感。地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对...     

巨眼凌霄:哈勃空间望远镜的25年

"哈勃"在25年的历程中,以其一系列的突破性发现,使人们对宇宙的认识有了深刻的变化。宇宙中充满着各种波长的电磁波。地球大气的吸收、反射和散射,致使电磁波谱中大部分波段的天体辐射无法到达地面。为了充分领略"宇宙交响曲"之妙,人类必须设法全面接收来自太空的所有种类的电磁波。否则就会像一个听力障碍严重的人出席一场音乐会,现场演奏的优美乐曲实际上大多被错过或歪曲了。20世纪后期,空间天文观测摆脱了地球大气层的桎梏,使人类跨入了在电磁波谱所有波段上研究宇宙和天体的     

注视宇宙的“红外”目光

红外天文学威廉·赫歇尔（William Herschel）是天王星的发现者．也是恒星天文学的开创者,1800年,他用温度计测量太阳光谱的各部分温度时,发现光谱的红端之外亦有温度上升,且升得更快,于是发现了红外辐射。红外辐射的发现．加深了人们对电磁波的认识,也扩展了人类的视野,它使人们可以在红外波段上观测神秘的宇宙．探测用可见光无法看清的天体。     

大气微波辐射与水汽的遥感

地面上接收大气的微波辐射可以遥感大气温度、湿度层结和云雨要素。在1981年9月—10月,本实验室用5 mm-1.35 cm波段中4个频段的微波辐射计进行大气遥感实验,本文讨论有关8 mm微波窗区和1.35 cm水汽吸收带大气微波辐射特性,以及用此两波段遥感大气总水汽含量的方法和实验。     

大白鼠脑活体(in vivo)和在体(ex vivo)核磁共振定域谱分析

在 2 0 0MHz水平宽孔核磁共振成象谱仪上对大白鼠大脑进行了单体元的空间定域波谱分析 .质子定域谱由双自旋回波 (PRESS)脉冲序列完成空间定域 ,用化学位移选择激发 (CHESS)和魔角相散梯度的组合序列进行水峰抑制。比较了不同回波时间TE对定域谱信号的影响。并进一步将活体定域谱和同一只大白鼠死亡不久的大脑相同区域的核磁共振定域波谱进行比较。实验结果表明 ,短TE脉冲序列得到的定域谱信号比长TE得到的谱信号丰富 ,但几个主要信号峰的谱分辨稍差。而在死亡的大白鼠大脑的定域谱中 ,出现了活体谱中见不到的乳峻信号峰。除了乳酸峰之外。存活和死亡的大白鼠之间它们的大脑定域谱没有明显差别 ;另一方面 ,TE对定域谱的影响也与大白鼠的存活和死亡的状态几乎无显著关系。     

利用CO_2激光较远距离测量物体比辐射率

定量热红外遥感是发展的必由之路。为了使热红外遥感信息与地物的物理过程发生有机联系,测准真实的地物表面温度是当务之急。红外传感器所直接测定出的是红外出射辐射度,对于非黑体的真实温度与出射辐射度有一个差值,这差值主要取决于物体的比辐射率。当地物出辐度为27℃,天空温度为—70℃,比辐射率变化0.03,真实表面温度就变化2℃,这个数字相当可观,它通常已占去了红外遥感所获得的地物之间出辐度差值信息的20％到30％。经野外多次测量表明,地物的比辐射率相差0.05到0.10是经常发生的。这样,比辐射率将占去40—70％的信息。为此,进一步强调了比辐射率在热红外遥感中的重要性。然而,目前国内外,在热红外遥感实际应用中,这个问题还没有得到很好的解决。主要原因是目前缺乏大面     

遥感技术发展史初探

“遥感”(Remote Sensing),顾名思意为“遥远的感知。”它是由1962年美国密执安大学等单位发起的“环境遥感讨论会”上,将“遥感”这个术语确定下来。“遥”具有空间概念;“感”表示信息系统。也就是说在遥远的空间,不与目标物接触,而通过信息系统去获得有关该目标物的信息。遥感属于空间科学的范畴,是空间科学一个重要的组成部分。遥感科学是物理学、计算数学、电子计算机技术、航天、航空等许多学科密切结合的、综合性很强     

土壤含水量的热惯量模型及其应用

土壤含水量的信息在农业、水利、气候等方面的作用是不言而喻的。然而土壤水分含量的区域分布非常不均匀。常规的点测量方法既费时间又没有代表性。遥感方法在估算区域土壤含水量分布方面有用武之地。特别是热红外波段的热惯量遥感是一种现实而有效的方法。 热惯量信息是由土壤热通量中获取的,土壤热通量只是地表热量平衡方程中的一部分。净     

遥感考古——遥感技术在考古研究中的应用

一、遥感考古的涵义遥感技术遥感是一门新兴的综合性探测技术。它借助于专门的光学、电子学和电子光学仪器,把遥远物体发射或反射的电磁波信息接收下来,经加工处理,变成肉眼可以直接识别的图像。遥感是在本世纪50年代以前出现的航空摄影和判读的基础上,随着五十年代以后空间技术、电子技术和地球科学的发展而兴起的。遥感的技术系统包括遥感平台、遥感仪器、图像接收处理和图像判读四大部分。     

日冕磁场诊断公式的改进

日冕磁场是日冕大气中最为重要的物理量,也是理解太阳耀斑起源及其能量传输的关键。微波爆发的大多数情况是由中相对论性电子与日冕磁场相互作用的产物,因而这种辐射谱包孕着日冕磁场和高能电子的重要信息。一般说来,这种辐射的严格理论表达式十分复杂,以致无法直接从谱观测资料反演磁场强度B。1982年,Dulk和Marsh给出了一组回旋同步加速辐射的近似式后,人们尝试着利用其中的谱极大频率v_(peak):     

什么是太赫兹

太赫兹波是指频率在0.1—10THz（波长为3000—30微米）范围内的电磁波。它在长波段与毫米波重合，而在短波段与红外线重合。 日前，国际上对太赫兹辐射已达成了如下共识，即太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源；太赫兹技术是一个非常重要的前沿交叉领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。     

进入了太(拉)赫兹波

我们都知道在电磁波谱中,频率低于可见光的依次分别为红外光、微波、无线电波,其实在红外与微波间,还夹着一个太(拉)赫兹波,科学家目前正在开拓这一波段。你的皮肤是银色的,你家的砖墙和你的衣服是透明的,大白天仰望天空却是暗黑色的。这就是太赫兹波世界。工程师们正满怀希望,试图把这一波段在不久的将来投入应用。它的用途很广,从诊断癌症到对行李的检查。太赫兹波的频率在1011～1012赫兹,它能像无线波那样轻易地穿过某些固态物质;又能像可见光波那样易于聚焦,并产生清晰的图像。此辐射又能看到你的体内,颇似x射线,但又无副作用。你可能从…     

电磁波在密度随时间上升等离子体中的频率上转换

近年来的理论研究表明,有几种方法可以使穿过等离子体的激光产生连续可调的频率上移,其中一种方法是让光脉冲穿过快速生成的等离子体。因为电磁波在密度随空间变化的等离子体中传播时,其波矢随着传播距离而变化;对应地,如果电磁波在密度随时间变化的等     

解读“太阳轨道器”

正欧空局的"太阳轨道器"是一部朝向太阳的3轴稳定平台。它有专门的热盾来提供对它在近日点附近遭遇的强辐射的防护。"太阳轨道器"所提供的稳定平台,能在一个电磁洁净环境中同时进行遥感勘测和原地测量。机载的21只传感器能各自进行原地和遥感探测实验,并且实验在处于或避开太阳强辐射的条件下都能进行。为了降低研发成本,同时又能实现原地和遥感仪器的全面运作,"太阳轨道器"继承了之前一些任务     

关联与黑洞信息丢失问题

霍金计算发现黑洞会发出热辐射.由于热辐射之间不存在关联,因此辐射粒子无法将信息携带出黑洞,伴随着霍金辐射,黑洞内部的物质信息逐渐丢失.量子力学幺正性要求信息守恒,黑洞信息丢失与量子力学幺正性存在明确的冲突,此即黑洞信息丢失之谜.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.霍金最初的计算中没有考虑辐射粒子的反冲,得到的辐射谱为纯热谱.后来, Parikh和Wilczek的计算表明,如果计入辐射粒子的反冲,则辐射谱可能会轻微地偏离热谱.本文首先介绍了Parikh和Wilczek使用包含辐射粒子反冲的量子隧穿方法得到的非热谱.其次,介绍了张保成等人在非热谱基础上证明黑洞辐射粒子之间存在关联,并且黑洞辐射过程信息守恒的工作.最后,介绍了黑洞辐射之间如何产生关联的一种可能的物理机制,黑洞辐射粒子之间的引力关联可以携带信息,使得黑洞辐射过程中信息守恒.     

全球变暖(上)

什么是温室效应 宇宙中的任何物体都辐射电磁波。物体的温度越高,其辐射电磁波的波长越短。太阳表面温度约6000℃,它发射的电磁波长很短,称为太阳短波辐射(其中包括可见光)。地面在接受太阳短波辐射而增温的同时,也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却。如果没有大气,那么地球的地面平均温度应为-18℃。可是地球的地面平均温度却约为15℃,这33℃的温差主要是地球大     

耀斑高能辐射延迟的一个特例

耀斑中高能辐射延迟包含两个方面的含义,一是与能量有关的硬X射线峰值延迟,二是γ射线(这里指即时γ射线谱线)峰值相对硬X射线峰值的延迟.这两类延迟具有不同的物理意义,前者反映的是不同能量的高能电子在加速或传播上的差异,而后者反映的却是高能电子与高能质子在加速或传播上的差异.一般说来,延迟时间随能量增高而增加,但也有一类情况,时延仅仅在一定能量之上才体现出来.具有高能辐射峰值时延特性的耀斑仅占耀斑总数的很少一部分.Bai等基于SMM早期的观测结果,统计研究了耀斑高能辐射延迟事件的特征,发现高能延迟事件主要发生在渐变型γ射线谱线耀斑(GRL)中,310～521 keV相对59～135 keV的延迟时间在10s左右,仅有一个耀斑延迟时间长达100s;4～8 MeV辐射相对40～80keV辐射的峰值延迟在2～60s;而在脉冲型GRL、中间型GRL,以及非GRL耀斑中,一般无时延或仅有很小的时延.     

活动星系核准周期振荡时延与频率呈关联演化

<正>黑洞的吸积过程在黑洞X射线双星(black hole X-ray binaries, BHB)和活动星系核(active galactic nucleus, AGN)中发挥着重要的作用.这个过程可以发射出强烈的多波段电磁波辐射.由于X射线辐射起源自吸积盘的内区,其成为了探索黑洞吸积过程的重要窗口.在BHB和AGN中, X射线亮度变化的特征已经被广泛地分析,其中X射线准周期振荡(quasiperiodic oscillation, QPO)是在两种系统中都观测到的一种特别有趣的现象.     

色彩斑斓光世界

人眼与光 光是一种电磁波,并以每秒约30万千米的速度,沿直线进行传播.电磁波波长范围很宽,人眼能看得见的叫做可见光.不同波长的可见光,在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉,按照波长由长到短,光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色.     

变压器局部放电超高频电磁波信号频率特性的研究

由于超高频检测法具有频带宽、信息量大、抗干扰能力强等优点,近年来得到了广泛应用.文章针对变压器油纸绝缘内部气隙放电模型,通过微带天线传感器接收局部放电脉冲电流激发的超高频电磁波信号,研究了超高频电磁波的时域和频率特性.通过分析得到以下结论:局部放电超高频电磁波信号幅值与脉冲电流幅值成正比关系,超高频电磁波信号能量与脉冲电流幅值的平方成正比关系;随着传播距离的增加,电磁波中某些低频段和高频段的能量逐渐消失.