南极高原夏季Ekman边界层动力学分析

极地大气行星边界层动力过程及其对全球大气环流的影响是大气科学研究关注的重要问题.利用中国南极昆仑站2012和2013年夏季高分辨率的GPS探空资料,对南极高原大气边界层的动力特征进行了研究.结果表明,南极高原观测风随高度的变化规律与理论计算的Ekman螺旋曲线基本一致.风速随高度增加快速、风向左转.这是在南半球观测到的显著Ekman垂直结构特征.Ekman动力边界层的厚度较高,平均从900 m向上至3400 m,900 m以下为对流混合层.整个层结呈干冷和稳定状态,显示了南极高原边界层动力结构具有其独特性.计算的南极高原湍流摩擦应力明显大于中低纬度地区的值,表明南极高原行星边界层动力摩擦效应对全球大气环流的影响显著.     

激波诱导甲烷点火化学反应区的可视化实验研究

研究激波诱导甲烷/空气混合物点燃的反应区特征, 对于认识其气相爆轰规律有着重要意义. 在激波管平台上, 进行了当量比甲烷/空气混合物的激波点火实验, 并采用化学发光成像和平面激光诱导荧光(PLIF, planar laser induced fluorescence)等方法得到了不同工况下的反应区特征. 结果表明, 由于在弱点燃工况下诱导区的着火延迟期沿激波传播方向的梯度较小, 给非线性化学反应过程提供了更多的时间, 反应特征出现显著的不均匀性; 而随着激波的增强, 这种不均匀性显著减小, 在强点燃工况反应区呈规则的爆轰波结构. 单脉冲PLIF方法测量的OH基相对分布揭示的反应区特征与文中其他方法的测量结果相一致, 并和前人的相关研究结论相符, 为激波管内激波和气相物质相互作用条件下进行高时空分辨率测量提供了新的方法和思路.     

浮标基海洋观测系统研究进展

面向海表和海底立体观测与探测的需求,构建了一种新概念的浮标基海洋观测系统,获取时间、空间同步的水文/气象/水质观测数据、海表/海底摄录数据,并实时回传到岸基数据中心.将浮标、海底接驳盒采用光电复合缆连接起来,通过浮标、光电缆为海底观测系统供电;同时,将海底观测信息通过光电缆传输到海表浮标,然后通过卫星通信/无线通信将水面、海底的观测数据传输到岸基,实现了海底、海表观测数据的实时传输.系统在通信、系留、能源等方面进行了全新的设计,并构建了"海底观测(接驳盒)-以太网-光交换机-光电复合缆-光交换机-以太网-卫星(浮标)"的通信链路.为实现浮标系留,采用纤维材料设计了中性的光电复合缆,降低了对浮标储备浮力的要求,并适用于大深度的布放.针对光电缆能源传输方式及海底供电要求,采用风能/太阳光能互补方式供电,采用直流升压/降压等方式解决系留缆直流输电问题.为实现系统在深海的布放,设计了专用绞车.通过绞车依次布放海底节点、缆,避免使用遥控水下机器人安装操作和海底湿插拔技术,降低了系统的成本和试验的风险.通过近海试验,验证了整套通信链路的可靠性,以及系统长期、稳定供电的能力,掌握了系统的布放回收技术.该系统满足了海表、海底实时观测与数据传输的需求,实现了海表、海底的同步观测;并实现了海表/海底摄录数据的实时回传,在深远海声学、地质、地震等方面观测具有重要意义.     

固态电解质Li3PS4晶相结构转变

硫化物Li₃PS₄是重要的含硫快离子导体,锂离子电导率高,机械性能优异,化学兼容性好,属于全固态电池中一类重要的固态电解质.Li₃PS₄具有多种晶体结构（玻璃态、α相、β相、γ相）,而晶体结构对于材料离子电导率有决定性的影响,因此探究不同Li₃PS₄晶体结构的合成条件及其转变过程对固态电解质的应用有重要意义.本文通过原位变温Raman和室温X射线衍射（XRD）分析发现,通过球磨法所得glass-Li₃PS₄在首次升温过程中（240℃）优先转变为亚稳态的β-Li₃PS₄,此时冷却到室温能保持β相结构,并具有较高的离子电导率(0.65 mS cm^–1).当烧结温度继续升高（>480℃）,β相会转变为离子电导率更高但热力学不稳定的α-Li₃PS₄,在后续的降温过程中,α相会直接转变为热力学更稳定但离子电导...     

多孔聚咔唑用于二氧化碳捕获与催化转化

二氧化碳作为一种常见的温室气体,其浓度的升高造成了全球性的生态环境问题,有效地捕集和利用二氧化碳,不仅具有环境保护意义,也具有工业和经济意义.有机多孔聚合物(POPs)作为一种新兴的多孔材料,具有高孔隙率、低密度、可设计的结构和组成、易于官能化和高稳定性等特点,在气体存储/分离、生物医药、污染处理、能源、催化等领域具有广阔的应用前景.咔唑类化合物构建的聚咔唑具有微孔结构,富含氮元素,对二氧化碳具有高吸附容量和选择性;功能性基团的引入也有助于进一步提升材料的吸附性能.线型的二氧化碳分子具有高稳定性,其转化需要催化剂的参与以实现高效反应.利用功能性分子直接构建或后修饰策略,均能制备出具有催化活性的聚咔唑,多孔性、吸附性、催化活性的结合使聚合物在二氧化碳化学转化、电催化和光催化还原中表现出优异的性能.与分子催化剂相比,聚咔唑的多孔性不仅能保证催化位点与反应物充分接触,而且可实现底物的富集并对反应有限域作用,提升反应效率和选择性.作为异相催化剂,聚咔唑回收方便,在循环实验中依然能保持高催化活性.本文将重点介绍多孔聚咔唑的制备方法及其在二氧化碳吸附与催化转化等方面的应用,分析材料结构与性能的关系...     

VLBI观测对IAU1976岁差常数和IAU1980章动序列系数的改正

<正>现行IAU1980章动理论基于一个无海洋、弹性地幔和有液核的地球模型,并采用IAU1976岁差常数.从VLBI和LLR观测中已经发现IAU1976岁差和IAU1980章动理论是不完善的,当考虑到地幔非弹性和海洋潮汐等耗散性地球物理过程的影响时,观测到的天极章动可表示为:(?)(?)其中Δ(?)_IAU1980和Δε_IAU1980表示IAU1980章动模型.δP和dε/dt为对IAU1976岁差理论的修正,即表示赤道在黄经和交角上线性速率的改正.δ(?)_sj,δε_cj和δ(?)_cj,δε_sj分别为黄经、交角第j章动项的相位内项系数改正和相位外项系数.θ_j(t)为第j项的辐角,是t时刻日月轨道5个基本角距(1,1’,F,D,Ω)的线性组合.t为自J2000.0起算的儒略世纪.IAU章动序列仅包含了106项日月章动周期的相位内项,其中大约10项的系数含有可被现今观测检测的误差,其余各项由于其系数较小,对地球模型的缺陷不敏感,因而可认为具有足够的精度.虽然VLBI和LLR等观测已经证明IAU1976岁差和IAU1980章动理论是不完善的,但是由于(1)理论自洽性的要求;(2)观测资料尚不能精确分离岁差和长周期章动项;(3)逆向自由地地核章动的周期与系数尚未精确测定等等原因,它们目前仍被用作天文、测地等领域中研究和应用的标准.与此同时,理论研究和观测检验工作仍在积极开展,以期完善现有理论和发展新模型.本文从观测检验的角度,基于更长时段和更高精度的VLBI观测资料,得到了对IAU1976岁差和IAU1980章动序列的系数改正,并对长周期项系数的改正、逆向自由地核章动的确认、顺向周年项系数改正与环境温度的关系等问题进行了简略的讨论.     

甲烷碳同位素分布数理模型的探讨

对天然气甲烷碳同位素及源岩成岩演化的研究表明,甲烷碳同位素值与源岩中沉积有机质的埋深存在统计学上的线性关系。本文以成岩反应动力学、同位素瑞利分馏理论为基础,探讨了甲烷碳同位素值演化的内在规律,建立起一个数理模型来描述甲烷碳同位素值的演化规律,并用辽河盆地的实际资料对该模型进行了标定,获得了良好的效果。     

硅钨酸在膨润土上的固载化

具有Keggin结构的杂多酸作为一种新型多功能催化剂,在均相对许多反应都表现出优异的催化活性.近年来杂多酸正逐步在多个反应过程中实现工业应用.将杂多酸固载化以实现均相反应的多相化,因具有更大的实用性更令人瞩目.本文报道的是以经过化学处理的膨润土为载体,研究硅钨酸的固载化问题.     

一种高精度CCD测试系统的非均匀性校正方法

针对高精度光电耦合器件(CCD)测试系统中像素的非均匀性给测试结果带来较大误差的问题,根据引起图像像素非均匀性噪声的特性,建立了对应的图像模型.采用自适应阈值分割算法将图像二值化分离出有效使用像素,并提出了一种采用两点线性方法对非均匀性像素进行校正的算法.仿真实验采用高速面阵CCD采集由激光器发射的圆形光斑图像,并通过计算图像光斑的中心坐标进行了验证.结果表明,该算法能够将图像的复杂背景与光斑分离,可校正其像素的非均匀性,稳定光斑的像素灰度值.在相同条件下连续采集图像,图像光斑的中心坐标稳定.