风云二号卫星空间天气监测预警系统开发及其应用

风云二号卫星载有太阳X射线监测仪及空间粒子探测器, 空间粒子探测器实时监测轨道空间的质子、电子及α粒子的能谱及通量变化, 太阳X射线监测仪实时监测太阳软硬X射线暴。这些监测数据直接反映了太阳的活动水平, 可对X射线暴、质子事件及电子事件进行实时监测。同时, 利用风云二号X射线探测器的数据, 可对一些空间环境灾害进行预警。该文介绍了中国气象局“空间天气监测预警系统一期工程”中有关风云二号静止气象卫星 (B星) 空间环境监测资料软件处理系统的设计思路, 以及高能粒子探测器和太阳X射线监测仪的数据处理方法, 并通过一些实例, 介绍了该系统在利用风云二号卫星空间环境监测数据进行空间天气监测预警业务的情况。     

HEIFE绿洲区太阳总辐射和地表反射率的分光谱特征

太阳辐射的分光测量在许多研究和应用领域中都具有十分重要的意义．本文利用HEIFE临泽子站进行的太阳总辐射和反射辐射的分光观测资料，研究了黑河绿洲区太阳总辐射和地表反射率的光谱特征．研究结果表明：在太阳总辐射的光谱能量分布中，紫外和可见光部分的比倒偏小，近红外部分则偏太．在其从冬到夏的季节变化中紫外和可见光部分是由小到大，近红外部分剐是由大到小。在其日变化中0．5μm以下波段是中午大早晚小；0．7μm以上波段是中午小，早晚大；0．5-0．7μm波段的日变化不明显。紫外波段的相对日变化幅度最大．地表反射率的光谱特性有明显的季节变化，变化特征与地表植被状况有关．各波段地表反射率的日变化型有一定的季节差异，其中波长小于0．7μm部分较为明显，并与地表植被状况有关．在裸露地表各波段反射率与太阳高度角的关系中，近红外波段随太阳高度角增加而增大，紫外和可见光波段则随太阳高度角增大而减小．全波段反射率随太阳高度角增大而增大主要是近红外波段的贡献．这是裸露地表光谱反射率的重要特征之一。     

富3He SEP事件中电子经向分布及其日面传播研究

根据ACE/ULEIS卫星数据,确定了2007-05—2010-01太阳活动极小期内的3个独立富³He太阳高能粒子(SEP)事件,并结合STEREO双星对相同事件的观测数据,研究了事件中电子的经向分布特征.结果表明:由耀斑引起的3个独立SEP事件,电子的经向分布宽度可达到130°.计算表明,携带电子传播的日面波传播速度差异显著,电子的此类经向分布很可能是由于其在日面横向扩散所致.当观测点磁力线足点位于耀斑源区东侧时,电子的日面扩散速度更快.     

用太阳射电通量代替太阳黑子相对数的探讨

一、引言 太阳黑子数是反映太阳活动的主要标志。随着现代科学的发展,太阳黑子相对数在地震、气象、水文、农业等等学科中的应用日益广泛。1974年Dodson等发现,10.7cm(2800MHz)太阳射电通量的日平均值的变化,与太阳黑子11年周期变化一致。 本文对比分析了截止到1986年12月的资料,证实10.7cm太阳射电通量和太阳黑子     

利用MODTRAN 3计算我国太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论——离散纵标法,利用我国国家一级辐射测站的大气廓线,计算出晴空大气观测波段不同高度上的太阳直接辐射和向下散射辐射。将模式输出的地面辐射值与地面辐射观测资料进行比较,对不同高度的太阳直接辐射和向下散射辐射以及日变化进行了讨论。最终目的是直接由MODTRAN3计算我国辐射空白站的地面辐射值,以弥补我国辐射站稀少,时空分布短缺的不足。     

CE318型太阳光度计标定方法初探

初步探索了CE318型太阳光度计的室内和野外标定方法, 并对两种方法的标定结果进行对比。基于积分球辐射源的辐亮度标定方法, 对CE318型太阳光度计不同波段天空散射辐射通道进行标定实验; 分别采用Langley标定法和标准仪器相对标定方法, 对CE318型太阳光度计的不同波段太阳直接辐射通道进行了标定实验。实验结果显示:天空散射辐射通道的标定结果在670 nm, 870 nm和1020 nm波段与仪器出厂时给定的标定结果偏差不超过6%, 而440 nm波段处得到的标定结果要高于出厂时给定的结果, 偏离幅度约18.9%。太阳直接辐射各通道的标定结果普遍大于出厂时给定的结果, 说明滤光片老化较为严重, 需要进行更换, 以保证观测精度。由于标准仪器相对标定方法对太阳直接辐射通道的标定结果明显优于Langley法, 因此利用标准仪器相对标定方法对中国气象局太阳光度计站网仪器进行定期标定更能够保证仪器观测数据的准确性。     

利用MODTRAN3计算我国太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论－离散纵标法，利用我国国家一级辐射测站的大气廓线，计算出晴空大气观测波段不同高度上的太阳直接辐射和向下散射辐射。将模式输出的地面辐射值与地面辐射观测资料进行比较，对不同高度的太阳直接辐射和向下散辐射以及日变化进行了讨论。最终目的是直接由MODTRAN3计算我国辐射空白站的地面辐射值，以弥补我国辐射站稀少，时空分布短缺的不足。     

从气象角度探讨日照对哈尔滨市建筑间距的影响

在对哈尔滨市的太阳高度角、方位角进行了统计分析的基础上,根据气候、地理特点,研究哈尔滨市建筑工程设计中日照的一般规律,为哈尔滨市确定街道、住宅小区方位及布局和建筑物的最佳朝向提供了合理的依据。采用太阳真时计算出哈尔滨市太阳高度角h、太阳方位角A,并分析出其与时间的关系,并列出图表。这些研究成果,不仅为如何更加合理地使建筑用地获得最佳的经济效益提供依据,而且还为建筑工程和住宅小区商品房推销提供了可靠的气象科学依据。     

中国东北夏季极端高温的分类及其与北大西洋海表温度异常的联系

利用层次聚类方法对1979—2016年中国东北夏季259次极端高温事件爆发当天的500 hPa高度场进行聚类分型,并讨论了不同类型极端高温事件的环流演变特征及其与北大西洋海表温度异常的联系。结果表明,东北夏季极端高温事件可分为3类,即西风型、阻塞型和波列型;这3类高温事件在1979—2016年分别发生了113、89和57次。西风型高温事件的主要环流特征为极涡偏强,浅脊在准平直西风引导下于西风带内东移,当反气旋异常控制中国东北地区上空时,形成高温天气;阻塞型极端高温事件的主要环流特征为乌拉尔山阻塞高压偏强,中国东北地区位于高压脊前,西北气流下沉加热,导致中国东北地区高温;波列型极端高温事件的主要环流特征为欧亚大陆上空为"+-+"波列型环流异常,中国东北地区受反气旋环流异常控制,从而形成极端高温,且因上游波能量的维持,该类极端高温事件的持续时间、影响范围和强度均大于前两类。通过对这3类极端高温事件发生前10～20 d海表温度异常的合成分析发现,西风型和阻塞型极端高温事件发生前,北大西洋无显著的海表温度异常,而波列型极端高温事件发生前,北大西洋热带海域海表温度有显著的正异常,该海域海表温度异常与波列型极端高温事件强度呈显著的正相关关系。回归分析结果表明,北大西洋海温正异常有利于夏季欧亚大陆上空纬向波列型环流异常的维持,并为波列型高温事件的发生提供了有利条件。     

利用激光雷达观测兰州沙尘气溶胶辐射特性

利用微脉冲激光雷达CE370-2与太阳光度计CE-318, 在兰州观测分析了2007年3月27~29日扬沙过程沙尘气溶胶辐射特性, 并利用HYSPLIT-4模式分析了沙尘过程气溶胶粒子的后向轨迹。分析表明, 此沙尘过程气溶胶粒子的传输路径主要有两条： 一条起源于青海西北经西宁抵兰州, 另一条起源于塔克拉玛干沙漠经河西走廊抵兰州; 沙尘气溶胶主要集中于离地1.5 km高度层内; 沙尘气溶胶消光系数随高度先增加, 到0.2 km左右高度达到最大, 然后急剧减小。沙尘气溶胶光学厚度的时间演变呈双峰型, 最高峰出现在28日12:00, 次高峰在27日22:00。验证表明由CE370-2得到的气溶胶光学厚度与CE-318得到的很接近; 雷达观测资料的处理方法可以较好地反演气溶胶消光系数和光学厚度。