一座富含地学信息的宝库——时纬残差

由于地球自转研究的重要性,早在本世纪之初就陆续建立了国际纬度局(后改为国际极移局)与国际时间局等自转监测的国际机构与有关台网。它们一直使用的光学仪器不仅为人类提供了大量的自转数据,而且也留下了丰富的残差资料。经初步分析,时纬残差是一座地学信息的宝库,它同板块运动,地磁场,重力场,地形变,地下物质运动以及大地水准面的变化等因素都有一定的关系。唐山地震之后,我们发现北京天文台沙河站与天津站的时纬观测残差与此次大震的关系密切。我们用全球台站的资     

天文时纬异常与阿根廷San Juan地区的地震活动

1 时纬残差的取得及地震资料的选取 早在唐山地震发生后,李致森、张国栋等发现强震发生前,天文测时测纬残差会发生较大异常.许多研究表明,这种现象是一种地震前兆.特别是已有学者利用这一前兆成功地预报了六次发生在云南天文台附近的中强震. 北京天文台的 Ⅱ型光电等高仪于 1992年搬往阿根廷 San Juan大学天文台执行中国科学院和阿根廷国家科委的合作项目,开展全天等高星表及地球动力学的研究工作,几年来积累了大量的观测结果. San Juan地区属地震多发区,它毗邻 Andes山脉,是环太平洋地震带的一部分.San Juan天文台原有的一架丹容等高仪一直从事地球自转参数及星表的观测任务.本文正是取这架仪器 1970～1987年累计 17 a的观测数据处理时纬残差,研究时纬残差的长期变化与台站周围地震的活动关系. 光学天文时纬残差是指某架仪器的天文时间和纬度观测值扣除地球自转变化影响后的剩余部分.某仪器测时残差RT的定义是:     

我国的数字化天顶望远镜样机

经典的光学天体测量技术观测得到的是地方铅垂线在恒星背景上的指向,它受重力场变化的影响,因而可用于垂线变化的测量和研究.这对天文学和地球科学的交叉研究领域具有特殊的意义,非甚长基线干涉测量(VLBI)、激光测距(SLR)等技术所能取代.经典光学的天体测量技术的最大缺陷是观测效率低、多数仪器的自动化程度低、需要的人力较多、有的目视观测的仪器还有观测者的误差,难以降低随机观测误差的影响.为此,我们利用CCD等相关新技术、新器件,研制成功了口镜为20 cm的数字化天顶望远镜样机(digital zenith telescope DZT-1).试观测表明,DZT-1做到高效率,每晚可观测上万个星次,这对抑制随机观测误差的影响,提高观测精度起到很明显的作用.同时DZT-1自动化程度高,甚至可通过遥控实现无人值守观测.同时因其小型化和易于移动,便于垂线偏差的流动测量,适于在地学领域及天文领域推广应用.     

地震前天文时纬观测异常现象的研究进展

介绍了天文时间和纬度观测资料的残差在地震前出现短期异常波动现象的发现及多年来开展的相关研究的进展,分析了不同地区天文时纬仪器的时纬残差异常变化与其周围地区地震的关系及残差异常变化的特征.论述了地方铅垂线的震前异常变化造成的天文时纬残差的异常波动,以及天文时纬观测监测垂线变化的意义及对其开展深入研究的重要性,讨论了该现象发展成为有效的强地震短期前兆的可能性和深入该研究目前面临的情况和应当注意解决的问题.提出了研制新型高精度自动化天体测量仪器在地震多发区布设试验观测网,以深入发展该研究并优化观测及提取异常信息用于短期地震预测的方法等建议.     

结合时间相关特征改进中国区域二氧化碳卫星观测数据的地统计分析

通过卫星从空间观测全球大气二氧化碳(CO2)浓度为全球碳循环研究提供了新的数据源.虽然卫星可以进行高密度点观测,但是由于云和卫星观测模式等影响,卫星观测点数据在空间上呈不规则分布且存在大量无观测值的空白区域.精确填补这些空白区     

数字化天顶望远镜观测图像及数据处理

中国科学院国家天文台与山东科技大学合作,于2011年底成功研制出了中国第一台数字化天顶望远镜样机(DZT-1).与经典天体测量望远镜相比,DZT-1具有体积小、自动化程度高和测量精度高的优点.可用于经典的天体测量观测和大地测量领域的垂线变化及垂线偏差观测,在天文学及地球科学相关领域具有重要意义.DZT-1的测量原理和方法与经典的照相天顶筒有某些类似,但又有较大区别.本文主要介绍DZT-1观测恒星位置图像及数据的处理原理、方法和过程,介绍利用观测资料实时归算出天文经纬度的应用软件,以及该应用软件的特点和使用方法.最后介绍了该仪器的试观测情况及试观测结果.试观测结果表明,该仪器的单次观测精度可达0.2″~0.3″,单组观测精度为0.07″~0.08″.所编写的数据处理软件满足DZT-1观测图像及数据处理的要求,为仪器的自动化及高精度测量提供了保证.     

南极中山站紫外辐射的初步研究

南极春季臭氧减少,使到达地面的紫外辐射明显增加,对极区生物圈环境与全球生态系统都有重要影响.1993年起,我们在中国南极中山站(69°22′S,76°22′E)分别建立了辐射和臭氧观测系统,获得了紫外辐射和臭氧的连续观测资料.本文主要分析1993年2月～1994年12月紫外辐射和总辐射的变化特征,初步讨论南极春季臭氧减少与紫外辐射和总辐射的关系.1 观测仪器观测用的采样系统是RYJ-2全自动辐射记录仪,瞬时值分辨率为1W/m~2,时累值为0.01MJ/m~2,采样速率为1min,精度为0.6%.观测项目有紫外辐射、总辐射和反射辐射.紫外辐射和天空辐射表均系美国EPPLEY公司生产的适用于低温环境下的传感器,紫外辐射波长为290～385nm,灵敏度为160μV/W·m~(-2),仪器运往南极观测前在中国气象局计量中心进行了标定.同期进行的紫外辐射B波段(波长为285～325nm)和臭氧观测仪器在文献[1]中已作说明.2 紫外辐射的变化特征     

华南沿海晚第四纪环境变化的生物记录与黄土记录的对比

自从1986年国际科学联盟理事会(ICSU)制订“国际地球圈——生物圈全球变化研究计划(IGBP)”以来,科学界对“全球环境变化”问题已引起极大关注。古环境的研究,是为了认识和阐明文字历史记载(仅有2—3千年)和仪器观测(仅有百数十年)以前的自然环境变化     

我国南方清洁地区春季地面O_3的某些特点

为了进一步搞清酸雨形成的大气物理化学机制,我们分别于1987年5月1—24日和1989年5月25日—6月13日在江西庐山进行了两次降水现场试验。观测点设在庐山南麓的电视台(1400m)、植物园(1100m)、观音桥(70m),三个观测点水平距离不大于5—6km,它们都是清洁点。观测项目包括雨水、雾水、SO_2、NO_(?)、气溶胶、O_3、H2O_2以及气象参数。有关雨水化学组分的垂直分布以及高山云雾水的特点等将另文介绍。典型晴天、雨天O_3浓度日变化文献多有报道,本文主要介绍春季多云雾以及非晴天气象条件下的O_3观测结果。     

修订后的国际单位制获得批准

正不久后,全球的计量系统将会完全依赖于常数的值,而不是人为定义的基本单位。2018年的11月16日,在法国凡尔赛召开的国际计量大会上,来自50多个国家的代表在投票后批准了修订后的国际单位制(SI)。尽管大多数观察家都将关注集中于巴黎的国际千克原器被免去了"标准承担者"的身份,但这次生效的国际单位制的影响要深远广泛得多:国际单位制系统的基础已经从千克和其他基本单位(其中几种单位具有随意或抽象的定义)转变为明确特指的常数。当新系统在2019年5月20日生效后,每一个国     

环绕恒星的原行星盘:行星的“诞生摇篮”

<正>2014年9月,智利北部阿塔卡马沙漠高原上新建成的阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA)进行了仪器测试,开展了持续的天文观测项目.ALMA是用干涉方法进行天文观测的射电天线阵,由66个天线构成,总长度达到16km.ALMA是一个国际合作建设的天文工程,由来自欧洲、北美和东亚等的各国(地区)合作运行.天文学家利用ALMA拍摄了     

TOGA COARE IOP期间西太平洋“暖池”上空大气水的统计特征

在中、美等多国合作进行的TOGA COARE综合观测期间(1992-11～1993-02),首次实现了对“暖池”上空大气水的全面(包括水汽、云水和雨强)、定点(2°S,158°E)、高分辨率(5 min)的连续监测,本文介绍其统计分析结果.必要时,将它们与1985～1989年间中国科学院组织的在西太平洋热带海域考察的某些结果做了比较.1 观测仪器用一台自制的(船载)双波长(0.86cm和1.35cm)微波辐射计监测水汽总量和垂直路径积分云液态水含量,其取样时间分辨率为5min.该仪器的观测方式及数据的反演方法见文献[1].用美国提供的ISS(integrated sounding system)系统中的自动雨强测量系统(ARRMS)监测降水,该仪器提供的初始数据为每秒钟的雨强,考虑到与水汽、云水资料的可比性,我们将雨强作了5min时段平均.     

VWHyi的Balmer跳变

建立激变变星(CVs)爆发过程的理论模型时,巴尔末跳变(Balmer jump)是必须考虑的物理量。已有的工作在计算Balmer跳变时,一般认为激变变星的吸积盘大气与标准恒星大气相同,但理论模型预言值往往比观测值大。la Dous曾经分析了四种可能的原因,我     

利用1983年7月—1985年8月期间的激光测月资料测定地球自转参数

在国际地球自转联测期间,美国McDonMd天文台用76cm的激光测月系统(MLRS)代替了2.7m望远镜上的测月系统,因此所获得的观测数据不多.为此国际地球自转联测工作组又在1985年5—7月期间组织了一次VLBI,SLR,和LLR三种新技术的加强观测,以便相互     

1993年中山站南极“臭氧洞”的观测研究

1985年英国科学家Farman根据地面观测资料发现南极“臭氧洞”后,卫星观测资料也证实了这一结果.目前,美国、英国、日本等国在他们各自的南极站都加强了臭氧的观测研究.在中国第九次南极考察(1992～1993年)期间,我们在南极中山站(69°22′S,76°22′E)用Brewer臭氧分光光谱仪建立了地面臭氧观测,这是中国首次在南极采用国际标准仪器开展臭氧研究工作.本文利用1993年中山站观测的结果,NOAA-11的TOVS的臭氧总量反演结果     

禄劝6.3级地震前云南天文台时纬残差的初步分析

强震前震区附近天文台站时纬仪器的测时测纬残差同时或单独出现异常波动的现象,已为不少震例所证实。许多震例表明,在天文时纬台站周围大约300km范围内发生7级以上地震,或大约100km范围内发生6级以上地震时,一般在震前测时残差的五日均值会出现∽形的正负异常波动,或测纬残差的五日均值出现单峰异常波动(以超过两倍标准偏差者为异     

国际空间站新使命

正囯际空间站(ISS)是美国及其伙伴国家花费了超过1 000亿美元建造的。宇航员在这个狭小空间里研究微重力生物学效应,空间站的外部安装了一些天体物理实验仪器。而在建立20年后,国际空间站又有了一项新的科学使命:俯视它的母星地球。ISS现有5台可用来观测地球的仪器,2019年还将增加2台,其中之一是美国宇航局(NASA)轨道碳天文台3号(OCO﹣3),该观测站于2019年4月30日从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射。它     

结合时间相关特征改进中国区域二氧化碳卫星观测数据的地统计分析

通过卫星从空间观测全球大气二氧化碳(CO₂)浓度为全球碳循环研究提供了新的数据源. 虽然卫星可以进行高密度点观测, 但是由于云和卫星观测模式等影响, 卫星观测点数据在空间上呈不规则分布且存在大量无观测值的空白区域. 精确填补这些空白区域将有利于研究全球和区域大气CO₂浓度特征. 地统计学分析方法利用卫星观测的大气CO₂数据固有的自相关结构进行插值, 可以解决上述问题. 该分析方法包括两个方面, 通过变异函数探讨数据的相关结构和对空白区域进行最优线性估计, 即克里格插值. 过去的研究通常采用仅考虑了空间相关特征的空间地统计学方法. 然而, 这种空间地统计学方法对存在于CO₂数据中的时间相关特征并没有充分考虑.     

BCC_RegCM 1.0对1991~2005年江淮梅雨季的数值模拟

采用中国气象局国家气候中心提供的区域气候模式BCC_RegCM 1.0(RegCM)模拟1991~2005年江淮梅雨季, 得到如下结论: (1) RegCM能较好地模拟出夏季温度和降水的年际变化和空间分布型; (2) 参照“广义梅雨评定标准”, 计算RegCM的降水和温度得到近15年江淮梅雨的爆发日和结束日, 与观测相比, RegCM能模拟出近15年江淮梅雨的年际变化, 对大部分正常梅雨年模拟较好, 尤其是能模拟出1996, 1998和1999年的强梅雨; (3) 就15年平均状态而言, RegCM模拟得到的入梅日和出梅日分别为6月1日和7月13日, 较采用广义梅雨标准计算的观测值分别提前了12和13 d; 梅雨长度为32 d, 较观测缩短了3 d; 梅雨强度为2.45, 而观测值为3.00. 从而可见, RegCM能较好地描述气候态的江淮梅雨持续期及强度, 但对入梅日和出梅日这两个奇异点的模拟仍有待改进.     

上海天文台在国际地球自转联测期间的LAGEOS卫星激光观测概况和测距精度估计

一、观测情况在国际地球自转联测期间(Main MERIT Campaign,1983.9.1.—1984.10.31.),中国科学院上海天文台利用新安装的第二代人卫激光测距仪,对激光联测主要观测对象LAGEOS卫星(即激光地球动力学卫星)进行了成功的观测。第一圈LAGEOS测距数据是在1983年11月7日获得的。当时采用的是目视跟踪,由观测者通过主镜分光系统瞄准卫星,并通过单