天气尺度到气候尺度太阳风变速对中高纬大气环流的影响 被引量：6

1

作者 黄静 周立旻 +1 位作者 肖子牛 陈涛 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期637-644,共8页

通过对冬季太阳风短时(天气尺度)降速与北大西洋涛动和北极涛动等北半球中高纬度环流指数的时序重叠分析,结合对1963年以来48个冬季太阳风平均速度与北极涛动等指数的相关分析发现,从短时太阳风降速到向亚极光带沉降的辐射带高能电子通... 通过对冬季太阳风短时(天气尺度)降速与北大西洋涛动和北极涛动等北半球中高纬度环流指数的时序重叠分析,结合对1963年以来48个冬季太阳风平均速度与北极涛动等指数的相关分析发现,从短时太阳风降速到向亚极光带沉降的辐射带高能电子通量显著下降,北极涛动也有迅速的响应,这预示着从太阳风到大气环流存在天气尺度的短时关系链,在这一时间尺度现有理论中仅有"空间粒子-大气电-云微物理"联系机制能较好地解释;太阳风速度与北极涛动的正相关信号在气候尺度上也有显著体现,太阳风可能通过高能电子沉降与北半球冬季中高纬度环流相联系,这表明太阳风通过大气电-云微物理过程驱动的过程是太阳活动影响气候变化的不可忽视的途径;开展太阳风起源、空间环境与大气(环流、电场)和地磁系统的联合观测及数值模拟是揭示日地天气与气候联系的重要研究内容之一. 展开更多

关键词 太阳风速度 高能电子 北极涛动 北大西洋涛动 日地气候联系

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中国不同纬度背景Na层夜间和季节变化特征的激光雷达研究 被引量：5

2

作者 龚少华 杨国韬 +5 位作者 徐寄遥 薛向辉 焦菁 田大伟 傅军 刘正宽 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2511-2521,共11页

基于子午工程的北京、合肥和海南三个Na荧光激光雷达对中国不同纬度上空夜间背景Na层的长期观测,分析了我国沿东经120°N上空Na层的夜间变化和季节变化特征.对照2010年12月17日夜间三个雷达站的观测结果,发现三个地方Na层的夜间变... 基于子午工程的北京、合肥和海南三个Na荧光激光雷达对中国不同纬度上空夜间背景Na层的长期观测,分析了我国沿东经120°N上空Na层的夜间变化和季节变化特征.对照2010年12月17日夜间三个雷达站的观测结果,发现三个地方Na层的夜间变化并不具有相关性.Na层长期变化的年加半年变化拟合结果显示,北京和合肥上空Na层柱密度具有明显的年变化特点,而海南上空Na层柱密度的半年变化特征更明显;Na层的质心高度和RMS宽度具有明显的半年变化特点,但海南地区Na层的RMS宽度的长期变化不具有半年变化特征.Na层参数的统计和对照显示,Na层柱密度的季节变化与大气温度季节变化相关,在冬季最大,在夏季最小.Na层柱密度随纬度升高而增大,同时年变化性逐渐增强;质心高度随纬度变化趋势不明显,但三个地方Na层质心高度的长期变化都具有较明显的半年变化特征;在各个月份中,北京地区Na层RMS宽度最大,合肥地区Na层RMS宽度最小,海南地区居中. 展开更多

关键词 Na激光雷达 Na层夜间和季节变化特征 纬度相关性

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月球南极尘埃等离子体环境特性 被引量：1

3

作者 李梦谣 夏清 +4 位作者 蔡明辉 杨涛 许亮亮 贾鑫禹 韩建伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期133-140,共8页

由于缺少大气和全球性磁场的保护,空间等离子体环境可直接作用于月球表面的月壤层,月壤中较小粒径的月尘带电后会在月面附近形成复杂的尘埃等离子体环境,影响探月任务的顺利实施.针对月球南极尘埃等离子体环境,本文利用SPIS(spacecraft ... 由于缺少大气和全球性磁场的保护,空间等离子体环境可直接作用于月球表面的月壤层,月壤中较小粒径的月尘带电后会在月面附近形成复杂的尘埃等离子体环境,影响探月任务的顺利实施.针对月球南极尘埃等离子体环境,本文利用SPIS(spacecraft plasma interactions software)软件,仿真研究了月球南极0—200 m高度范围的等离子体和月尘的空间分布情况及月面充电特性,揭示了月面附近尘埃等离子体环境特征及悬浮在月面附近的带电月尘对等离子体环境的影响.仿真结果与Apollo探测数据和Popel团队的理论数据吻合.研究结果:表明空间电位随着高度升高而增加,月球南极附近0—10 m电位约为–40 V,在100 m处空间电位约为–20 V;在10 m以下高度范围内月尘密度为10^(7.22)—10^(4.66) m^(–3);月表附近尘埃等离子体中的电子密度为10^(5.47) m^(–3),离子密度为10^(6.07) m–3,并随着高度升高而增大;带电月尘会影响月尘的空间分布,主要是通过影响空间电场的分布,进而导致电子分布差异,对离子的影响不大. 展开更多

关键词 月球南极 尘埃等离子体环境 SPIS 仿真 月面电位分布

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海口中层大气温度变化特性的Rayleigh激光雷达观测研究 被引量：1

4

作者 龚少华 杨洁 +14 位作者 杨国韬 徐寄遥 李发泉 丁宗华 王钰茹 陈伟鹏 彭鸿雁 符运良 曲佚 刘汉军 沈振江 孙书娟 吴伟 羊大立 程学武 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1876-1887,共12页

中层大气温度变化的探测与研究是当前气候变化研究课题的一个组成部分,本文基于海南激光雷达2010—2020年间的长期观测,通过对中层大气Rayleigh散射信号的反演,探讨了海口(19.9°N,110.3°E)上空中层大气(32~64 km)温度变化特性... 中层大气温度变化的探测与研究是当前气候变化研究课题的一个组成部分,本文基于海南激光雷达2010—2020年间的长期观测,通过对中层大气Rayleigh散射信号的反演,探讨了海口(19.9°N,110.3°E)上空中层大气(32~64 km)温度变化特性.研究结果显示,中层大气温度呈周期性变化趋势,年、半年、季节变化幅度最大值分别为6.0、3.8、1.7 K,平流层顶位于42~51 km高度,日平均温度最高为~262 K.平流层温度主要表现为年变化趋势,半年和季节变化不明显;平流层顶和低中间层温度变化趋势具有年和半年变化特征,季节变化不明显.在太阳活动性发生明显变化的周期里,平流层顶温度的年际变化趋势对辐射通量F10.7指数变化有较明显的响应;而在太阳活动平静的年份里,温度变化趋势与太阳辐射通量变化的相关性不明显. 展开更多

关键词 海南岛 Rayleigh激光雷达 中层大气温度 太阳辐射通量F10.7

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钠层密度翻转现象的激光雷达观测与研究

5

作者 龚少华 刘正宽 +7 位作者 田大伟 沈振江 孙书娟 羊大力 王林茂 林红 洪丽 刘汉军 《大气与环境光学学报》 CAS 2014年第3期179-187,共9页

基于国家子午工程项目钠激光雷达的长期观测数据, 统计分析了北京和海南两地出现的钠层密度翻转现象，发现这种现象往往出现在钠层的下部，宽度在2~7 km范围，持续时间约为2~8 h。观测结果显示，钠层密度翻转结构的出现常伴随着大尺度... 基于国家子午工程项目钠激光雷达的长期观测数据, 统计分析了北京和海南两地出现的钠层密度翻转现象，发现这种现象往往出现在钠层的下部，宽度在2~7 km范围，持续时间约为2~8 h。观测结果显示，钠层密度翻转结构的出现常伴随着大尺度重力波的传播活动，且钠层密度翻转的消失过程也和较大尺度重力波的破碎过程有较好的对应关系。这表明，除风剪切和自身动力学不稳定因素外，大尺度和小尺度重力波相互作用引起的垂直对流不稳定效应可能是大尺度重力波破碎的另一个重要原因。 展开更多

关键词 钠激光雷达 密度翻转结构 重力波破碎

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冷锋期间武汉MST雷达低平流层回波异常现象 被引量：3

6

作者 潘震豪 周晓明 +3 位作者 陈罡 燕春晓 陈飞龙 王莹 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期492-501,共10页

武汉MST雷达是中国子午工程建设的两台中高层大气无线电探测雷达之一.该雷达探测频率在VHF频段,雷达回波在低平流层和对流层上部具有角谱特性,可为研究大气动态稳定性提供有效技术手段.本文利用武汉MST雷达2016年4月17日冷锋活动期间及... 武汉MST雷达是中国子午工程建设的两台中高层大气无线电探测雷达之一.该雷达探测频率在VHF频段,雷达回波在低平流层和对流层上部具有角谱特性,可为研究大气动态稳定性提供有效技术手段.本文利用武汉MST雷达2016年4月17日冷锋活动期间及平静天气的角谱实验数据,从雷达回波特性变化、风场空间分布、湍流生成机制以及内重力波影响四个方面分析并解释了MST雷达对流层顶上部区域出现持续异常强回波带的成因.分析结果表明,对流层冷锋的强对流作用诱发内重力波,内重力波向上传播至低平流层后受增强的剪切急流影响发生耗散甚至破碎,激励了长时间跨度的K-H不稳定性,进而导致水平反射层结构发生扰动生成湍流,使得雷达回波结构发生变化. 展开更多

关键词 角谱 MST雷达 风剪切 KH不稳定性 内重力波

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高层大气探测激光雷达研究进展 被引量：12

7

作者 杨勇 程学武 +2 位作者 杨国韬 薛向辉 李发泉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期566-579,共14页

大气探测激光雷达利用激光与大气的相互作用来主动遥感测量大气参数,在大气科学研究、环境监测、气象预报等领域发挥着越来越重要的作用。大气密度随高度呈指数下降,对流层以上的高层大气密度稀薄,探测难度较高,探测手段较少,探测数据... 大气探测激光雷达利用激光与大气的相互作用来主动遥感测量大气参数,在大气科学研究、环境监测、气象预报等领域发挥着越来越重要的作用。大气密度随高度呈指数下降,对流层以上的高层大气密度稀薄,探测难度较高,探测手段较少,探测数据也较少。随着激光雷达技术的发展,激光雷达对高层大气密度、温度、风场等参数的探测能力逐步提高,获得了较为丰富的高时间、空间分辨的观测数据,并应用于中高层大气模式发展、临近空间环境保障等领域。系统地介绍了高层大气激光雷达探测机制、国内相关激光雷达的探测能力及台站建设情况,并对高层激光雷达的发展趋势和应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 大气光学 空间天气 高层大气 激光雷达 临近空间 大气探测

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深度学习模型中间层特征压缩技术综述 被引量：3

8

作者 汪维 徐龙 陈卓 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期1281-1291,共11页

深度学习模型中间层特征压缩作为深度学习领域中一个新兴的研究热点被广泛关注并应用于边端—云端智能协同任务中。针对深度学习模型中间层特征压缩的研究现状,对当前压缩方式中存在的问题进行分析总结。首先,系统地分类阐述了基于图像... 深度学习模型中间层特征压缩作为深度学习领域中一个新兴的研究热点被广泛关注并应用于边端—云端智能协同任务中。针对深度学习模型中间层特征压缩的研究现状,对当前压缩方式中存在的问题进行分析总结。首先,系统地分类阐述了基于图像/视频编解码框架、基于特征通道比特分配和基于深度学习网络结构的三种深度学习模型中间层特征压缩方式;随后,对比了三种深度学习模型中间层特征压缩方式在数据集上的表现;最后,探讨了当前深度学习模型中间层特征压缩研究面临的挑战,展望了中间层特征压缩技术未来的发展趋势。 展开更多

关键词 深度学习 边云端智能协作 特征压缩 编码框架 比特分配

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太阳高能粒子在行星际中的扩散过程

9

作者 秦刚 汪洋 《航天器环境工程》 2015年第2期153-156,共4页

当太阳活动频繁,特别是有耀斑爆发或者日冕物质抛射驱动的激波时,经常能够观察到高能粒子(能量从几十ke V到几十Me V)通量突然增加,这种由太阳活动产生的高能粒子事件被称为太阳高能粒子事件。文章研究了耀斑和日冕物质抛射产生的两类... 当太阳活动频繁,特别是有耀斑爆发或者日冕物质抛射驱动的激波时,经常能够观察到高能粒子(能量从几十ke V到几十Me V)通量突然增加,这种由太阳活动产生的高能粒子事件被称为太阳高能粒子事件。文章研究了耀斑和日冕物质抛射产生的两类高能粒子事件,重点讨论了高能粒子横越磁力线的扩散对粒子在行星际空间传播过程中所起到的作用,给出了对于不同扩散系数条件的数值模拟结果。 展开更多

关键词 太阳活动 空间等离子体 高能带电粒子 太阳耀斑 日冕物质抛射

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国家重大科研仪器研制项目"全固态、全天时中层顶区域大气风场、温度、金属原子离子密度同时测量激光雷达"取得重大进展

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作者 无 杨国韬 +12 位作者 程学武 毛飞跃 龚威 李发泉 杜丽芳 杨勇 林兆祥 王继红 夏媛 郑浩然 焦菁 刘林美 吴佛菊 《中国科技成果》 2021年第7期20-22,共3页

在地球大气中间层顶和低热层区域内(75~110,km)存在着金属层,主要有钠、铁、钙、钾等元素,而金属原子离子可以作为示踪物用来反演中层顶区域的大气温度和风场,研究重力波、潮汐波等大气动力学过程,探索中高层大气中性成分和电离层等离... 在地球大气中间层顶和低热层区域内(75~110,km)存在着金属层,主要有钠、铁、钙、钾等元素,而金属原子离子可以作为示踪物用来反演中层顶区域的大气温度和风场,研究重力波、潮汐波等大气动力学过程,探索中高层大气中性成分和电离层等离子体之间的耦合机制,因此对中高层大气金属原子离子进行长期连续的观测具有非常重要的科学意义和价值.但是,目前的中高层大气激光雷达通常只能夜间观测,而探测参数过于单一,导致相应的科学研究难以得到充分的开展.基于上述背景,在国家重大科研仪器研制项目的支持下,项目以研制全固态、全天时中层顶区域大气风场、温度、金属原子离子密度同时测量激光雷达为目标,以促进中高层大气的科学研究.项目实施以来,进展顺利,取得了一系列重要的成果,预期目标已经基本实现. 展开更多

关键词 激光雷达 大气风场 金属原子 离子密度 科研仪器 大气动力学 地球大气 大气温度

原文传递

中高层大气激光雷达智能化运行系统的实现

11

作者 肖俊杰 董诚卓 +4 位作者 高峰 詹伟强 程学武 杨国韬 林兆祥 《计算机与数字工程》 2022年第11期2386-2392,共7页

针对现有中高层大气激光雷达中的手动操作繁琐、工作量大的实际情况,实验团队设计了以串口服务器为核心的通信方案,使用Python语言实现了“中高层大气激光雷达智能化运行系统”。该系统能对激光雷达中的贵重设备进行基础控制,具备一键... 针对现有中高层大气激光雷达中的手动操作繁琐、工作量大的实际情况,实验团队设计了以串口服务器为核心的通信方案,使用Python语言实现了“中高层大气激光雷达智能化运行系统”。该系统能对激光雷达中的贵重设备进行基础控制,具备一键开关机、状态监测、应急处理、远程监控等智能化功能。目前,该系统已经在子午工程北京延庆激光雷达台站中稳定运行。该系统为中高层大气激光雷达的智能化运行提供了一套具体的技术解决方案,为中高层大气激光雷达大规模建设和运行奠定了基础。 展开更多

关键词 激光雷达 中高层大气 自动控制 状态监测 应急处理

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基于佳木斯雷达与北海道东雷达观测的F层不规则体回波发生率

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作者 王玮 张佼佼 +3 位作者 王赤 邓翔 蓝爱兰 阎敬业 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期609-617,共9页

利用佳木斯和北海道东高频相干散射雷达的观测数据,对2018年3月至2019年11月期间两部雷达观测到的F层高度的不规则体回波信号发生率的分布特征进行了对比分析。比较了在地磁平静期(Kp<3)和地磁扰动期(Kp>3)的不规则体回波发生率... 利用佳木斯和北海道东高频相干散射雷达的观测数据,对2018年3月至2019年11月期间两部雷达观测到的F层高度的不规则体回波信号发生率的分布特征进行了对比分析。比较了在地磁平静期(Kp<3)和地磁扰动期(Kp>3)的不规则体回波发生率变化特征,分析了回波发生率在昏侧与晨侧增强的现象和纬度变化特征。昏侧回波发生率增强现象在45°-64°MLAT范围内普遍存在,其中55°-64°MLAT的回波发生率在地磁扰动期明显增强。而晨侧回波发生率增强现象主要分布在45°-54°MLAT的地区,除了春秋分季外,地磁扰动的增强对其影响较弱。中纬日侧回波发生率受地磁活动影响较小。 展开更多

关键词 中纬度电离层F层 电离层不规则体 地磁活动 回波发生率

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基于Rayleigh激光雷达实验观测的中层大气温度反演与重力波事件识别 被引量：2

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作者 龚少华 陈伟鹏 +14 位作者 杨国韬 过建春 徐寄遥 李发泉 王钰茹 张宇豪 符运良 沈振江 刘汉军 王映品 孙书娟 吴伟 刘俊 吕思琪 程学武 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期303-313,共11页

基于子午工程激光雷达的大气Rayleigh散射实验观测数据,开展了中层(30~65 km)大气温度结构反演计算和大气重力波事件识别的研究工作。在Chanin-Hauchecorne大气温度反演方法的基础上,采用SABER/TIMED、COSMIC卫星测量数据的对照分析方法... 基于子午工程激光雷达的大气Rayleigh散射实验观测数据,开展了中层(30~65 km)大气温度结构反演计算和大气重力波事件识别的研究工作。在Chanin-Hauchecorne大气温度反演方法的基础上,采用SABER/TIMED、COSMIC卫星测量数据的对照分析方法,提高了中层大气温度结构反演的准确性;采用小波分析方法提取温度扰动的主要波动成分,并计算重力波活动的垂直波数谱F_(a)(m)和时间频率谱F_(a)(ω),增强了重力波事件识别以及特征参数提取的可靠性。基于设计的数据分析流程,完成了2011—2013年海南激光雷达站观测数据的分析工作,提取202个中层大气重力波事件的特征垂直波长λ_(z)^(*)和特征周期T_(ob)^(*)。统计分析结果显示,海口上空中层大气常见重力波的特征垂直波长为5~9 km,特征周期为5~13 h。该数据分析方法能满足Rayleigh激光雷达对中层大气温度结构精确探测以及重力波活动特性观测研究的需要,可为子午工程激光雷达观测数据的广泛应用提供服务。 展开更多

关键词 遥感 激光雷达 中层大气 Rayleigh散射 温度结构 大气重力波

原文传递

月球南极沙克尔顿撞击坑周围电势和尘埃静电输运的理论分析

14

作者 赵呈选 甘红 +3 位作者 谢良海 王鹢 王永军 洪靖焱 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2023年第10期2314-2322,共9页

近年来,月球南极地区因其特殊的光照条件以及撞击坑永久阴影区中可能存在的水冰而成为未来探测的焦点.沙克尔顿(Shackleton)撞击坑几乎位于月球南极点,已成为包括嫦娥七号任务在内的未来着陆任务最热门的目的地.然而,人们对该撞击坑周... 近年来,月球南极地区因其特殊的光照条件以及撞击坑永久阴影区中可能存在的水冰而成为未来探测的焦点.沙克尔顿(Shackleton)撞击坑几乎位于月球南极点,已成为包括嫦娥七号任务在内的未来着陆任务最热门的目的地.然而,人们对该撞击坑周围的电势和尘埃环境仍然知之甚少.本文建立了一个理论模型来研究撞击坑周围的月表电势和尘埃的静电输运.研究发现,由于地形遮挡,该撞击坑的底部会充负电,背风侧坑壁表面电位最低可至-175V.相应地,有大量带电尘埃颗粒会从背风侧坑壁发射出来,迁移高度可达10km,水平迁移距离约为40km,这使得撞击坑附近可形成局部尘埃云.通过数值模拟对地形遮挡和局部尘埃云进行了验证,发现撞击坑附近确实产生了局部尘埃云,典型尘埃密度为104~105m^(-3).研究结果对未来撞击坑附近月面探测的环境评估具有重要意义.此外,研究结果还有助于理解其他无大气天体的表面充电和尘埃静电输运过程. 展开更多

关键词 月球南极 月面撞击坑 太阳风等离子体 月尘 表面充电

原文传递

大气探测激光雷达自适应收发匹配系统

15

作者 吴金泉 程学武 +2 位作者 杨国韬 肖俊杰 林兆祥 《应用激光》 CSCD 北大核心 2023年第10期129-135,共7页

在中高层大气激光雷达观测中,收发匹配效果的好坏直接影响激光雷达回波信号的质量,收发匹配技术是制约国内外中高层大气激光雷达技术发展的瓶颈。开发了一种自适应收发匹配算法以及配套的软硬件系统,能够在电控镜架可调节范围内,以任意... 在中高层大气激光雷达观测中,收发匹配效果的好坏直接影响激光雷达回波信号的质量,收发匹配技术是制约国内外中高层大气激光雷达技术发展的瓶颈。开发了一种自适应收发匹配算法以及配套的软硬件系统,能够在电控镜架可调节范围内,以任意位置为起点实现3 min内的盲调匹配,匹配效果与专业操作人员手动调整的效果相当。该算法能够通过实测回波廓线自适应地选择探测范围、调整方向和步长,在确保高精度收发匹配的基础上,大幅度地减少了调节步骤,实现了高精度、高效率的自动收发匹配。该算法以及配套的软硬件系统为激光雷达的日常观测提供了重要的技术支撑,同时也为后续激光雷达自动化和智能化运行打下了坚实的基础。 展开更多

关键词 激光雷达 收发匹配 大气探测 自动化控制

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