马卡良星系348——已知的最大星系

星系,特别是活动星系的研究,是当代天体物理的前沿。星系核活动,这一宇宙中最大的能量事件,其能源、机制是天体物理的一大疑谜。研究星系之间在引力影响下吞没、扰动及潮汐作用等过程对星系核活动及星系演化的影响已成为当前十分热门的课题。这方面现有的研究集中在:(1)从理论上讨论在一定条件下,引力扰动如何引起物质向星系中心下落;(2)从观测上分析特殊星系的形态特征,并与潮汐扰动下这类特征的理论预言进行对比;(3)寻求星系核反常活动与伴星系存在之间可能的统计相关性。     

密度波理论中星系激波的性质

在资料[1]中讨论了扰动速度和扰动压力在较差自转的星系盘中所产生的星系激波。结果表明,只要旋臂内、外的密度差足够大,就能维持螺旋形的激波宏图,而不取决于扰动引力场存在与否,星系中引力的作用往往是重要的,也应该分析扰动引力场对星系激波的影响。     

二维准地转基本流的扰动发展与非线性稳定性

进一步考察了初值与模式中参数共同扰动的情形,对初始扰动场仅依赖于初始扰动涡拟能,初始扰动边界速度环量与扰动参数的条件下,给出了扰动能量,扰动位涡拟能精确的显式估计,并在Ｌｙａｐｕｎｏｖ意义下广义非线性稳定性概念的基础上,得到了对应于文献（１）第２定理的非线性稳定性判据,推广了文献（２）的主要结果。     

热带数值预报中的初值问题

一、引言热带质量场与流场之间的平衡关系目前尚不很清楚,因此热带数值预报模式中都采用原始方程而不再作滤波近似,但原始方程对初值十分敏感,初始场上的小扰动很容易增长.有些小扰动是观测误差,另一些是没有天气意义的小波动.有的小扰动具有天气意义,但是很难与没有天气意义的小扰动区分开,在我们的模式中也难以描写它.因此,在初值处理过程中将这     

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。     

汇聚Richtmyer-Meshkov不稳定性实验研究进展

Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性是流体力学的重要研究内容,无论在学术研究还是工程应用领域都有着重要的研究价值.近些年,学者们围绕平面激波诱导的RM不稳定性开展了大量实验、数值和理论研究,发现界面上的初始扰动在激波冲击之后依次经历线性增长、非线性增长和湍流混合3个发展阶段,压力扰动和斜压涡量是导致扰动发展的主要物理机制.然而,关于汇聚激波诱导的界面失稳现象却少有研究,汇聚空间中扰动发展的规律以及汇聚效应对扰动发展的影响尚不清楚.汇聚RM不稳定性研究要求在实验室条件下生成稳定的汇聚激波和形状可控的流体界面,对现有的实验方法提出了极大的挑战.本文简要回顾了近些年在两种不同结构的汇聚激波管设备中开展的汇聚RM不稳定性实验研究,重点讨论了几种典型汇聚效应对扰动发展的影响,并根据目前研究的局限性提出今后实验研究的3个重要方向:高马赫数激波诱导的界面失稳实验、三维界面的演化、扰动激波与无扰动或有扰动界面的相互作用.     

动力系统初扰动敏感性与混合性、熵的一些关系

动力系统的复杂动力行为一个重要方面是运动对初扰动的敏感性,即运动在初扰动下它的渐近行为发生了较大的改变,从而使确定性系统发生类似随机行为。初扰动敏感性具有多种尺度、多种层次的描述(见文献[1]),它构成了系统Chaos现象、奇异吸引子一个基本特征。本文企图讨论动力系统初扰动敏感性与遍历性理论中两个基本概念——混合性、熵之间的一些关系。     

标准特征值问题扰动分析的精确方法

在扰动量存在的情况下,准确计算特征值的扰动量是确保结构安全性的重要问题.针对标准特征值问题扰动分析提出了一种精确方法,能够高效地计算特征值扰动量的准确值,克服了矩阵摄动级数展开法忽略高阶项导致的计算精度不足的缺点.提出的方法推导得到了标准特征值问题扰动分析求解方程.求解方程推导过程中没有经过近似处理,将求解标称系统标准特征值问题方程得到的特征值标称值代入,就能求得特征值扰动量的准确值,从而能够有效满足高精度和高效率要求.3个数值算例分别对所提出的精确方法进行了验证,与矩阵摄动级数展开法的计算结果相比,能够准确高效地计算特征值的扰动量,具有精确和高效的双重优势.     

行星尺度纬圈平均风扰动的传播与南北极涛动

全球大气变量可以物理分解为纬圈和时间平均的气候对称部分、时间平均的气候非对称部分、行星尺度纬圈平均的瞬时对称扰动和天气尺度瞬时非对称扰动.本文分析了对流层顶行星尺度经、纬向风扰动在季节内和年际尺度上的变化,及其与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北极涛动(AO)和南极涛动(AAO)之间的关系.结果表明,来自热带对流层顶的年际行星尺度纬向风扰动与赤道ENSO循环有联系,并通过异常的经圈环流传播到副热带、中纬度和极锋对流层顶.来自热带对流层顶的季节内(40~60 d)行星尺度纬向风扰动也可以通过异常的经圈环流向赤道外传播到副热带和中纬度.来自两半球极地对流层顶的大气季节内行星尺度纬向风扰动可以向高纬度传播.AO和AAO是这些行星尺度环流扰动在中高纬度传播与叠加的结果.     

集合预报初始扰动产生的一个新方法: 条件非线性最优扰动

在不考虑模式误差的情况下, 用正压准地转模式探讨了条件非线性最优扰动(奇异向量在非线性框架下的推广)在集合预报中的可能应用. 奇异向量和条件非线性最优扰动被用来产生集合预报试验的初始扰动. 对14 d的预报结果作了比较, 发现用条件非线性最优扰动代替第一奇异向量的集合预报技巧在中期预报范围(6~14 d)明显高于奇异向量法. 该结论是在分析误差为快速增长扰动的条件下得到 的, 即分析误差的非线性发展在预报后期快于奇异向量的非线性发展, 不依赖于分析误差的大小. 通过相似指数和经验正交函数分析, 解释了为什么用新方法产生的集合预报技巧优于奇异向量法.     

局部扰动定理及其应用

现今理论物理化学中的Rayleigh-Schrdinger方法仅注重于微扰作用,不便于处理大体系小局部扰动一类问题。一般地说,对于一个系统,如果它所受扰动只涉及到其某一特定部分,而对其它部分不产生任何影响或影响甚微,我们就称这一扰动为局部扰动。本文对于诸如下列的四个局扰问题得到了较有价值的理论估计。     

亳县(LL_4)球粒陨石的~(40)Ar/~(39)Ar年代学

亳县陨石于1977年10月陨落。它是LL群球粒陨石,岩石类型为3—4之间的过渡型。虽然铀铅和铷锶同位素体系表明该陨石形成于约4.5Ga前,根据全岩钾氩年龄(约2.1Ga)提出该陨石有可能受过晚期热扰动。基于~(40)Ar/~(39)Ar方法本身的特点,有可能判定该陨石是否经历过晚期热扰动及热扰动的性质和时间。     

算子扰动理论的应用

本文给出了Crandall和Robinowitz的一个算子扰动定理在胎次递进人口动力学理论中的应用,得到了扰动后的一阶计算公式。     

波射线理论在大气正压不稳定中的应用

应用球面上Rossby波射线理论初步探讨了基本流为急流的大气中正压扰动的动力学行为,对正压不稳定的条件进行了再思考,指出存在一个准地转位势涡度梯度bM的负区,在这个区域中向北传播的扰动振幅增长很大,为扰动发展的不稳定区,此外扰动能量无法穿越β_M=0的线,据此称之为陷波线.在90°E,20°N给定一个初始扰动,应用包含急流的理想风速廓线分析指出,对于非定常波,扰动的行为依赖于初始的纬向波数k和经向波数l.k值较小的大气长波经向传播范围大,向北传播容易被陷波线捕获,而尺度较小的短波不能到达陷波线,因此能够在西风中南北振荡并向下游传播.对k=1,l=8的大气长波,向北传播时波能量增加,在急流以北波能量达到最大值,当靠近陷波线时能量迅速减小,最终在陷波线中能量衰减为零.向北传播时波能量的增大,意味着扰动从急流以南的基本风场中获得的能量传到急流以北,在陷波线附近能量又还给了基本流,完成了大气中能量的南北输送.进一步计算了1和6月500 hPa上实际纬向风速廓线下扰动能量的传播,其结果大体和理想基流的结果相同,不同之处在于冬季低纬度向南的扰动容易被东风带阻挡,不能传播到南半球;而夏季低纬非定常扰动可以穿越东风带到达南半球,并且在东风带中形成西传的波动.     

ENSO可预报性研究的一个新方法:条件非线性最优扰动

首先给出了条件非线性最优扰动的概念; 其次, 采用简单的ENSO海-气耦合模式, 通过比较条件非线性最优扰动和线性奇异向量的异同, 揭示出在气候可预报性研究中考察误差增长应该使用非线性模式; 然后, 使用条件非线性最优扰动, 初步研究了该ENSO模式的“春季预报障碍”问题.     

克雷德·汤波(1906—1997)

1997年元月17日，克雷德·汤波（ClydeWilliamTombaugh）在他新墨西哥州的家中溘然长逝，享年90岁。作为冥王星的发现者，长寿的汤波很幸运地在他生命的最后几年，看到人们终于解开了这颗本世纪行星研究史上最为扑朔迷离的“发现之谜”。汤波1906年生于伊利诺斯州斯特雷特（Streator）的一个农民家庭。当时，劳威尔（PercivalLowell）和皮克林（WilliamPickering）根据天文星与海王星轨道的不规则扰动，推测海王星之外应该还有一颗未知的行星存在。然而直至1916年劳威尔去世，人们仍然一无所获。汤波少年时代发即对天文学产生了浓厚的兴…     

初始误差和模式误差对ENSO集合预报的影响

基于作者发展的一个ENSO(El Niño-Southern Oscillation)集合预报系统, 利用4组14 a的(单一或集合)回报试验(试验方案按照是否在预报过程中考虑了初始或模式随机误差扰动进行划分), 分别从确定性预报和概率预报角度, 检验和探讨了随机的初始误差扰动和模式误差扰动对ENSO集合预报水平的影响. 试验结果初步表明, 主要体现了模式物理过程不确定性的随机模式误差扰动, 能够在整个12个月预报过程有效地提高集合预报系统的预报水平. 但是对该系统而言, 随机初始误差扰动对预报水平的影响相对较小, 其影响时效主要集中在预报的前3个月左右.     

曲靖地区电离层准6日扰动与MLT大气行星波的相关性

利用曲靖地区(25.6°N,103.8°E)2008年9～11月共2个月的MF雷达风场数据和电离层垂直探测数据,分析了中层低热层(MLT)大气行星波,电离层Es和F层的准6日行星波状扰动特性.结果表明,电离层foEs的准6日行星波状扰动与MLT大气纬向风场中的准6日行星波存在紧密相关性,后者通过调制半日潮汐间接影响Es层.电离层F区未出现显著的准6日行星波状扰动.这些结果提供了大气行星波与电离层Es层相互耦合的实验证据,加深了对我国低纬地区电离层空间天气扰动特性的认识.     

条件非线性最优扰动和繁殖向量相结合的一种集合预报方法

集合初始扰动的好坏对集合预报效果有着至关重要的影响.为了产生能够捕捉到初始场不确定性的初始扰动,在不考虑模式误差的情况下,用Lorenz-96模式探讨了条件非线性最优扰动(conditional nonlinear optimal perturbation,CNOP)在集合预报中的应用,并与传统的增长繁殖模方法(breeding of growing mode,BGM)进行了比较.发现用CNOPs代替2L范数较大的繁殖向量(breeding vectors,BVs)的集合预报技巧明显高于BGM方法.在分析误差是快速增长型扰动的条件下,新方法对预报结果的改善幅度随预报时间的延长而增大,特别是在中期预报范围(6~14 d)内,改善效果更加明显.按照通常距平相关系数(ACC)不小于0.6则视为有效预报的标准,新方法和BGM方法得到的集合预报相对于参照预报而言,都能够将有效预报时间延长4 d左右.     

贫钇YBa_2Cu_3O_(7—y)超导材料的结构缺陷研究

高临界温度(T_c)YBCO氧化物超导体在实际应用中所具有的潜在优势使这一研究领域仍十分活跃.大量研究表明:这种材料的原始化学配比对其超导电性有明显的影响.元素替代及非化学计量配比由于在纳米甚至原子尺度上引起成分扰动,将使钙钛矿型骨架结构中各晶位处格点排列发生局部变化,势必影响其超导行为.至今报道的所有T_c≈90K的123相氧化物均具有正交晶体结构、Cu-O链和Cu-O面,这些因素是维系超导电性的最基本结构特征.