南极臭氧柱总量的时空变化特性与影响因素分析

利用大气本底站监测数据验证了大气红外探测仪(AIRS)反演数据(2003年3月―2021年2月),在此基础上基于AIRS数据分析了南极臭氧柱总量时空分布以及变化特性,并进而利用线性回归、相关性分析、小波分析等方法,结合平流层温度和海冰数据,分析了南极臭氧柱总量变化特征的影响因素。结果表明：AIRS反演数据与大气本底站监测数据的相关系数均在0.945以上,具有较高的准确度和平稳性。南极臭氧柱总量的时间变化具有很强的周期性,谷值与谷值交替约为12个月。通过小波时-频结合分析发现,南极臭氧柱总量明显存在时间尺度为2、4、6、8～10、13年的周期,其中震荡最剧烈的第一主周期13年又以10年为周期变化,第二主周期6年又以4年为周期变化,2003―2021年内第一主周期经历了2次高-低变化期,第二主周期经历了4次高-低变化期。臭氧柱总量随季节变化明显,春季是南极臭氧柱总量最高的季节,冬季、夏季、秋季依次次之。南极臭氧的空间分布特征差异较大,总体来看纬度越高,臭氧柱总量越低,并在85°S附近达到最低值。南极洲大部分区域平流层温度与臭氧柱总量呈显著正相关,统计结果显示当平流层温度小于189 K时会出...     

基于Pandora 观测的OMI 全球臭氧产品精度验证

臭氧是大气中一种重要的微量气体, 是影响对流层与平流层大气运动的重要成分之一, 臭氧的高精度探测 对于环境和气候具有重要的意义。OMI 传感器是目前具备探测全球臭氧含量的主要遥感传感器之一。利用地基 Pandora 观测网全球范围内44 个臭氧观测站点数据对OMI 卫星数据产品进行了精度验证。结果表明: OMI 臭氧产品 与Pandora 地基测量结果之间具有很好的线性相关性, 相关系数达到0.948, 但精度结果存在区域差异。在南半球地区, 相关系数为0.915; 在北半球低纬度地区, 其相关系数为0.932, 中纬度地区相关系数为0.948, 而在高纬度地区, 相关系 数达到了0.957。此外, 验证精度还与臭氧柱总量存在相关性, 在臭氧柱总量低于220 Du (对应臭氧空洞条件) 时, OMI 卫星产品存在高估现象, 高估约13%; 而在臭氧柱总量高于400 Du 时, OMI 的臭氧产品低于Pandora 地基测量结果, 且 随着臭氧柱总量增加, 低估情况也越严重, 在臭氧柱总量达到500 Du 时, OMI 臭氧产品低估约4%。     

EMI 南极臭氧柱总量反演研究

利用差分吸收光谱技术 (DOAS) 反演了我国首个星载大气痕量气体差分吸收光谱仪 (EMI) 的臭氧斜柱浓度 (SCD), 通过 SCIATRAN 辐射传输模型建立了大气质量因子 (AMF) 的查找表, 最终得到 EMI 的臭氧垂直柱浓度 (即 臭氧柱总量)。将 EMI、 OMI 和 TROPOMI 于 2018 年 11 月 2 日获得的南极区域臭氧柱总量进行了对比分析, 三者 均观测到南极中高纬度 (30◦ S∼70◦ S) 的臭氧高值区域与南极内陆 (75◦ S∼90◦ S) 的臭氧低值区域, 且 EMI 与 OMI、 TROPOMI 的臭氧柱总量相关性 (R2) 分别为 0.977 和 0.979。进一步将 EMI 反演的臭氧柱总量与南极长城站 (62.22 S, 58.96 W) 地基天顶散射光差分吸收光谱仪 (ZSL-DOAS) 反演的臭氧柱总量进行对比, 二者相关性 (R2) 为 0.926。     

Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15-xTix]O3+δ陶瓷的微波介电性能

研究了Zr和Ti复合取代Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15-xTix]O3+δ(0≤x≤0.15,CLNZT)陶瓷B位对其晶体结构及微波介电性能的影响,并分析了谐振频率温度系数τf随容忍因子t的变化关系。当0≤x≤0.15时,CLNZT陶瓷为单一斜方钙钛矿相,随x的增加,τf由–9.4×10–6/℃变为–15.8×10–6/℃,而品质因数与谐振频率乘积Q·f值先增大,x=0.10时又开始下降。当x=0.10时,陶瓷具有较好的微波介电性能:εr为32.8,Q·f值为1.66×104GHz,τf为–13.6×10–6/℃。     

中国地区电离层f_oF_2的重构方法研究

提出了一种以中国参考电离层为背景的中国地区电离层foF2的区域重构方法,该方法根据foF2时间和空间相关性,将foF2的估计值与中国参考电离层模型值之差的相对值作为区域变化参量,引入电离层距离、经度因子和纬度因子等参数实现了电离层区域重构.利用我国电离层foF2的数据,对该方法的重构精度进行了评估,实现了中国地区的电离层区域预报.     

长三角区域典型城市臭氧时空分布及其与气象因素相关性研究

通过对长三角城市群 2018 年臭氧和气象数据的监测与分析, 研究了该区域臭氧时空分布特征及其与气象要 素的相关性。研究结果发现: (1) 长三角区域臭氧污染呈现春夏高、秋冬低的季节变化特征, 内陆城市臭氧污染较沿 海城市严重; (2) 长三角区域内陆城市超标污染主要发生在夏季, 而沿海城市主要集中在春季, 且内陆城市臭氧超标天 数较沿海城市高; (3) 臭氧日变化与能见度、风速、温度呈正相关, 与相对湿度呈负相关; 且当温度 > 20◦c, 相对湿度在 20%∼60% 之间, 风速达到 1.2∼3.6 m·s−1 时, 易发生高浓度臭氧污染情况。该研究成果对长三角区域臭氧联防联控具 有指导意义。     

电镀法制备CoNiMnP永磁薄膜研究

采用电子能谱仪(EDS)与振动样品磁强计(VSM),研究了电流密度及镀液pH值对电镀CoNiMnP永磁薄膜矫顽力的影响。结果表明:CoNiMnP永磁薄膜具有明显的垂直各向异性,且随电流密度和镀液pH值的增大,CoNiMnP薄膜的矫顽力呈先增大后降低的变化;当电流密度为5×10–3A/cm2、镀液pH值为5时,CoNiMnP薄膜垂直方向的矫顽力Hcj达到最大值80kA·m–1。     

射频鞘层中等离子体浓度对离子动量的影响

利用射频鞘层模型,推出了离子到达被加工材料表面时的动量的表达式。利用表达式分析了离子轰击材料表面的动量与等离子体浓度的关系。理论分析与实验数据有较好的吻合。等离子体浓度的增大对鞘内离子动量起抑制作用:随等离子体浓度(1015~1016 m–3)增加,离子动量(10–22~10–21kg.m.s–1)减小。等离子体浓度较小(约<3×1015m–3)时,对离子动量有较显著的影响;随等离子体浓度增大(约>3×1015m–3),其作用越来越平缓。     

全球分光地表反照率的长期变化

为了精确地定量研究土地利用变化对地表反照率的影响, 利用公元 850–2100 年期间土地利用数据集获取了 一套长时期的全球分光 (近红外、可见光、短波) 地表反照率数据集, 并进行了详细的分析和对比验证。验证结果表 明, 所得的分光地表反照率与 MODIS 数据对应结果的空间分布特征基本一致; 在非冰雪覆盖区的可见光反照率差别 在 −0.0081∼0.0029 之间, 精度较高; 差别最大的区域为南、北半球中高纬度的冰雪覆盖区。研究表明, 自 1860 年以来, 所有典型区域 (包括中国东部、欧洲东南部、美国中东部和巴西南部) 的城市建成区逐年增加, 特别是巴西南部的自 然植被逐年减少; 在 1860–1980 年间, 各区域主要表现为自然植被向城市建成区和耕地转化; 在 1980–2015 年, 巴西南 部耕地类型持续增加, 其余区域均表现出自然植被逐步恢复的变化趋势。此外, 不同土地利用类型的分光反照率存在 很大差别, 例如, 春季可见光反照率在冰雪表面为 0.5069, 混交林为 0.0444, 而城市建成区为 0.0870; 且受不同纬度和 下垫面性质的影响, 同一土地利用类型的分光地表反照率也存在明显的空间差异, 例如, 春季草原的可见光反照率最 大为 0.4915, 最小为 1.127×10−4。这套长时期全球分光地表反照率数据集可以为土地利用变化驱动气候变化的相关定 量研究奠定数据基础。     

激光参量对血管支架重铸层及热影响区的影响

为了探究光纤微秒激光加工中关键工艺参量对心血管支架重铸层和热影响区的形成机理及变化趋势, 采用了基于不同单因素参量下光纤微秒激光切割316L医用不锈钢的实验方法。通过进行理论分析和实验验证, 得到了单因素参量下316L心血管支架的实物模型及其热影响区及重铸层的检测数据。结果表明, 重铸层厚度主要受脉冲宽度及激光功率影响, 随脉冲宽度和脉冲功率的增大而增大, 当脉宽为20μs时, 最小重铸层厚度为3.0μm; 热影响区厚度与脉冲宽度、脉冲频率、激光功率、切割速率有关, 即随脉冲宽度及脉冲频率的增大而增大, 随功率的增大先增大后减小, 随切割速率的增大先减小后增大, 当脉冲频率为5000Hz时, 最小热影响区厚度为0.2μm。通过研究316L心血管支架重铸层及热影响区的形成机理及变化趋势, 为后续的正交实验及抛光实验奠定了基础。     

2D-TDOA passive location based on geodetic longitude and latitude

Because of the surface of the earth is not a plane,there may be some errors in the conventional ultra-short wave passive TDOA location method using plane coordinates.In order to use the geodetic longitude and latitude coordinates directly for TDOA location,a series of spherical distance TDOA location models based on spherical two-point distance calculation were proposed.The optimal location models were adopted,and a grid point search method was applied with model validation.The numerical results show that the spherical precise calculation model has the smallest positioning error,which is independent of latitude.Positioning error of the spherical approximation calculation model is worse than the first model,and increases with the increase of latitude.The equidistant orthographic cylindrical projection model has a small positioning error in the low latitudes.However,it has a large positioning error in the middle and high latitudes.The equiangular orthographic cylindrical projection model and the equiareal orthographic cylindrical projection model have a relatively large positioning error,which is around 26% at any latitude and is not applicable.     

基于MODIS遥感数据地表反照率经纬度查询软件设计

地表反照率在大气辐射传输及遥感成像研究中应用广泛,对地球大气系统的能量收支平衡有重要影响,反映了地表对太阳辐射的反射能力。地表反照率经纬度查询软件以MODIS遥感数据为数据源,使用C++语言对该软件进行设计开发,包括数据源(MCD43B3)的预处理、MySQL数据库的设计、像元经纬度坐标的获取、数据的存储,以及根据经纬度参数查询地表反照率的流程。建立了中国大陆地区地表反照率数据库,依据经纬度参数可以方便快捷地查询某一具体地理位置的反照率数据。     

中高层OH自由基时空分布特征及其机理研究

基于太赫兹临边探测仪（microwave limb sounder,MLS）传感器2005~2009年OH自由基、臭氧、水汽观测数据,分纬度、季度分析了平流层和中间层OH自由基时空分布特征及其与臭氧、水汽的关联性。结果表明：不同纬度中高层OH自由基浓度变化分异明显,存在年周期性;全球中高层OH自由基浓度季度变化显著;平流层上部OH自由基主要受太阳辐射和臭氧浓度变化影响;中间层OH自由基与水汽浓度变化关系密切。     

基于交点算法的轨道网络质差问题定位

针对当前网络中无线问题无法准确定位的问题,提出利用轨道经纬度信息和软采的MR数据实现轨道网络无线问题点的分析及捕捉,并结合GIS呈现的一套问题分析定位解决方法。其中使用了交点算法,利用TA(Timing Advance)和AOA(Angel of Arrival)结合轨道的经纬度进行质差点定位。同时结合软采数据和网络爬虫的轨道经纬度数据,通过GIS地图直观呈现无线问题点。最后实验测量结果显示这种基于交点算法的网络质差定位法能达到20m内定位精度90%以上,优化效果明显。     

南海海温年际变化的均方差分析

利用新的SODA海表温废资料,研究了2002～2007年南海表层水温（SST）的均方差特征,探讨其对声速变化的影响。分析结果表明：在所选取的南海海域中,南海SST均方差随季节和纬度都有所变化,整个南海SST均方差值变化范围为1—6。1～3月高于18°N海域,海温年际变化较大,基本接近4．低于18°N海域均方差值随月份减弱;4～6月南海海域海温年际变化小,随月份和纬度增大而略微增大;7~9月海温变化不明显,基本保持同样的变化趋势;10～12月在高于12°N附近海域,海温均方差值先变小,到12月份又开始增大,低于120N附近海域,均方差值保持在1左右变化。南海海表声速较大,但随季节变化不明显,夏、秋两季比春、冬两季较高。     

北京地区大气臭氧与氮氧化物测量分析

高层大气臭氧能够吸收紫外线保护地球生物,但是低空和近地面臭氧却是危害人类健康和动植物生长的污染气体.氮氧化物也是空气中的污染气体,臭氧和氮氧化物可以相互转化,研究二者的变化关系具有重要意义.2011年12月利用EC9810A臭氧分析仪和EC9841氮氧化物分析仪,在北京中国环境科学研究院进行测量,得到了臭氧和氮氧化物的变化特征,分析结果表明臭氧和氮氧化物具有日变化特征,白天臭氧浓度呈现先上升后下降的趋势,夜里比较平稳;氮氧化物与臭氧变化趋势呈负相关,白天浓度先下降后升高,夜间浓度大于白天;臭氧的变化与气象条件有关,在晴天上升较快,峰值大,阴天上升慢,峰值小;臭氧的含量还具有明显的季节特征,春季的浓度要比冬季的浓度高.氮氧化物的变化与人们的生活关系密切,汽车尾气等废气的排放是导致氮氧化物含量升高的重要原因.同时利用中科院安徽光机所研制的AML-3车载激光雷达测量了臭氧在白天垂直高度上的分布,在500～1000m高度上臭氧的平均含量变化与分析仪测量趋势比较一致.     

基于卫星遥感的中国地区XCO2 和XCH4 时空分布研究

人为活动排放的以CO2 和CH4 为主的大量温室气体是造成全球增温的主要因素。由于地面观测站点稀少, 卫星遥感为监测CO2 和CH4 的时空分布及变化趋势提供了新的技术手段。本文验证了GOSAT、OCO-2 卫星的大气 CO2 和CH4 柱浓度遥感产品XCO2 和XCH4 的精度, 并分析了我国XCO2 和XCH4 的时空分布和变化趋势, 主要结论 如下: (1) 在所用XCO2 遥感产品中, OCO-2 ACOS 与地面观测的相关性最高(达0.93); 而XCH4 产品中GOSAT OCPR 的相关性最高(达0.78)。(2) 在研究的时间跨度内, XCO2 浓度呈逐年上升趋势, 如我国OCO-2 XCO2 年均浓度由2014 年的396.92 × 10−6 增长到2021 年的414.72 × 10−6; CO2 浓度高值主要分布在城市和工业集中的中国东部地区, 西北 地区塔克拉玛干沙漠的高值与气溶胶散射影响有关; 同时, 受人为源和自然源的季节变化影响, XCO2 具有冬春高、夏 秋低的时间特征。(3) XCH4 浓度同样呈逐年上升趋势, 但与XCO2 不同, XCH4 浓度高值主要分布在天然气和煤炭开 采集中的四川东部、重庆西部、陕西与山西的中部地区, 以及工业集中的华北地区, 季浓度呈现夏秋高、春冬低的特 征。(4) 2020 年XCO2 高值区发生偏移; 相对于2020 年, 2021 年CO2 增速有所回升, 但增幅相对于2019 年之前仍有 所减小。     

ASTER GDEM格式地形数据在Radio Mobile仿真软件中的应用探索

结合地理信息技术(Geographic Information Sciences,GIS)的计算机仿真,已经成为无线电传播信道分析的重要手段之一。仿真软件"移动无线电"(Radio Mobile)可以对指定地形下的无线电波传播过程进行数值模拟,直接识别并导入多种地形数据,但并不包括当今精度最高且国内广为流行的免费地形数据——先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model,ASTER GDEM),其精度可达30 m。因此,介绍一种如何将ASTER GDEM的数据读入Radio Mobile的处理方法。首先,利用GIS软件Global Mapper将ASTER GDEM压缩包数据转换为按照经纬度排列的DTED数据;其次,将DTED数据整理到以经度命名的文件夹内,每个文件按照纬度命名;最后,在Radio Mapper的地图属性设置中输入待仿真地域的经纬度,完成地形数据的导入。在此基础上,针对某一指定经纬度导入地...