重力波诱导OH气辉分布的变化

利用全隐欧拉格式和全球热层-电离层-中间层-电动力学环流耦合模式（TIME GCM） ,本文分析了非线性重力波在向上传播过程中对OH气辉廓线的影响,结果表明,当较小垂直 尺度重力波经过OH气辉发射层时,对其峰值分布有明显的影响,有时会出现双峰现象,说明 非线性重力波传播是引起气辉双峰分布的一个直接原因;重力波在中层顶区域的破碎 在OH气辉分布均有不同程度的表现,这不仅可以解释一些实际的观测,同时也对利用OH气辉 观测分析重力波传播特性有明显的指示意义.      

OH气辉对重力波响应的模式研究

重力波是中间层大气的重要能量来源,气辉观测为研究中间层重力波特性提供了极好的方法。本文利用最新的 OH 气辉激发机制,建立了一个较完整的光化、动力模式来分析重力波传播对 OH 气辉的影响。结果表明,化学反应速率系数不定性对 Krassovsky 比振幅的影响较小,但淬灭过程的影响必须考虑。Krassovsky 比的振幅和相位均依赖于波周期,其振幅在2.1和10.3之间变化;这表明 OH 气辉亮度的相对变化大于温度的相对变化。一般情况下,重力波引起的温度扰动超前于气辉亮度的变化。与实测资料比较发现,两者变化趋势基本一致,在短周期波时吻合较好。     

OH气辉对重力波响应的模式研究

重力波是中间层大气的重要能量来源,气辉观测为研究中间层重力波特性提供了极好的方法。本文利用最新的 OH 气辉激发机制,建立了一个较完整的光化、动力模式来分析重力波传播对 OH 气辉的影响。结果表明,化学反应速率系数不定性对 Krassovsky 比振幅的影响较小,但淬灭过程的影响必须考虑。Krassovsky 比的振幅和相位均依赖于波周期,其振幅在2.1和10.3之间变化;这表明 OH 气辉亮度的相对变化大于温度的相对变化。一般情况下,重力波引起的温度扰动超前于气辉亮度的变化。与实测资料比较发现,两者变化趋势基本一致,在短周期波时吻合较好。     

反应HO2+O→OH+O2对OH夜气辉辐射的贡献

本文探讨了OH Meinel夜气辉辐射的光化学模式,给出OH(ν≤9)分子数密度分布的计算通式,重点研究了化学反应HO2 O→OH(ν≤6) O2对ν≤6各振动能级上OH分子数密度分布以及(ν′—ν″)(ν′≤6)振动带气辉辐射的影响.结果表明,该反应对数密度的贡献随振动能级的减小而增大,对(ν′—ν″)振动带辐射的贡献随着较高振动能级ν′的减小而增大,以春分时为例,它可使第1振动能级上的OH分子最大数密度和(1—0)带的最大辐射率增加约33%,第6振动能级上的最大数密度和(6—ν″)带的最大辐射率增加约7%,(1—0)带的辐射强度增加约30%,(6—ν″)带的强度增加约11%.该反应使各振动能级上分子数密度的高度分布剖面以及各振动带体辐射率的高度分布剖面变宽,最大数密度、最大发射率所处的高度下降1km左右.此外,该反应的影响程度随着原子氧密度的降低而增大,随着温度的升高而增大,并且在夏至时最大,在冬至时最小.     

反应HO2+O→OH+O2对OH夜气辉辐射的贡献

本文探讨了OH Meinel夜气辉辐射的光化学模式，给出OH(ν≤9)分子数密度分布的计算通式，重点研究了化学反应HO\-2+O→OH(ν≤6)+O2对ν≤6各振动能级上OH分子数密度分布以及(ν′—ν″)(ν′≤6)振动带气辉辐射的影响.结果表明，该反应对数密度的贡献随振动能级的减小而增大，对(ν′—ν″)振动带辐射的贡献随着较高振动能级ν′的减小而增大，以春分时为例，它可使第1振动能级上的OH分子最大数密度和（1—0）带的最大辐射率增加约33%，第6振动能级上的最大数密度和（6—ν″）带的最大辐射率增加约7%，（1—0）带的辐射强度增加约30%，（6—ν″）带的强度增加约11%.该反应使各振动能级上分子数密度的高度分布剖面以及各振动带体辐射率的高度分布剖面变宽，最大数密度、最大发射率所处的高度下降1 km左右.此外，该反应的影响程度随着原子氧密度的降低而增大，随着温度的升高而增大，并且在夏至时最大，在冬至时最小.     

中国过去2000年温度变化速率

利用24条温度变化代用序列,分析了中国过去2000年温度在百年与30a两个尺度上的变化速率及过去500年10a尺度的温度变化速率.结果表明：从全国平均看,在百年尺度上,20世纪的升温速率为（0.6±1.6）℃/100a（95%的置信区间,下同）;在过去500年中,最大升温速率为（1.1±1.2）℃/100a,出现在小冰期向20世纪暖期的转换过程中,且这一升温速率可能也是过去2000年中最大的.在30a尺度上,尽管20世纪期间全国平均升温显著,但其最大升温速率仍小于历史时期的最大升温速率（分别出现在小冰期末至20世纪初及公元270s～320s）.在10a尺度上,20世纪末的升温虽非常明显,但在过去500年中却并非空前.而且,最大升温速率的出现时间、持续长度与幅度大小存在区域差异;其中在百年尺度上,东北部地区过去2000年的最快升温出现在公元180s～350s,青藏高原出现在260s～410s和500s～660s.降温方面,小冰期期间出现的最快百年和30a尺度降温在过去2000年中也并非史无前例.20世纪期间,全国平均的10a尺度最快降温出现在1940s～1950s,速率为（-0.3±0.6）℃/10a,与20世纪前的最快降温大致相当;且各区域20世纪期间最大降温速率皆未超过历史时期的最大速率.     

基于纯转动Raman激光雷达的中低空大气温度高精度探测

本文介绍了一套纯转动Raman测温激光雷达系统,通过高分辨光谱分光与滤光优化设计、收发精确匹配以及弱信号检测等技术,实现在武汉城市上空从10 km至40 km的中低空大气温度高精度探测.观测结果与同时段探空气球进行比对,在30 km以下激光雷达探测温度与探空气球得到的温度数据吻合较好,最大偏差约为3.0 K,表明了该激光雷达温度测量的可靠性.采用30 min时间分辨率,在10~20 km高度范围内温度统计误差约为0.3 K(300 m空间分辨);20~30 km统计误差约为0.8 K (600 m空间分辨);30~40 km统计误差约为3.0 K(900 m空间分辨).通过整晚的温度廓线反演,为研究中低层大气中的波动现象提供依据.该转动Raman激光雷达实现了至40 km高度的高精度大气温度探测,进一步可与Rayleigh测温激光雷达30~80 km的高度衔接,为实现中低层大气连续观测研究提供了重要手段.     

南极大气臭氧和温度垂直结构及其季节变化的研究

利用南极中山站2008年2月至2009年2月臭氧和温度探空等资料,对中山站上空大气臭氧和温度的垂直结构及季节变化特征进行了研究.结果表明,在中山站上空热对流层顶和臭氧对流层顶的高度相近,年平均高度分别为7.9和7.4km.对流层顶的气压和温度都存在位相相反一波型季节变化.春季和冬季对流层顶的温度转折没有夏季和秋季明显,而依据臭氧变化恰能更好地确定对流层顶高度.在对流层臭氧垂直分布的季节变化不显著;而平流层却十分明显.春季下平流层臭氧严重耗损,14km处的臭氧最小分压仅为1.57MPa,最大分压出现在上平流层,其他季节下平流层臭氧随高度增加而升高.春季下平流层臭氧的严重损耗,与极夜过后低温条件和平流层冰晶云表面消耗臭氧的光化学过程有密切关系.大气臭氧和温度的垂直结构及季节变化特征,对春季南极臭氧洞的形成和发展具有重要意义.     

纯转动拉曼谱反演大气温度和气溶胶后向散射系数的新方法

利用大气分子的纯转动信号反演大气温度,被证明是一种精度很高的方法,目前已得到广泛的应用并在世界各地建立起多台纯转动拉曼激光雷达.全部的纯转动拉曼谱线之和是不依赖于温度的,利用这个特性,可以不需要任何的假设,反演大气气溶胶的消光.本文介绍了一种新的探测大气气溶胶的方法,首次提出通过提取纯转动单支谱(J=4和14),加上Rayleigh & Mie通道的激光雷达方程,不需要附加任何假设,导出了气溶胶后向散射系数的数学表达式.     

我国上空平流层中微量气体的垂直分布和变化趋势

利用1992～2005年卤素掩星试验（HALOE）的观测资料分析了中国上空平流层的几种微量气体（NO, NO2, HF, HCl, CH4, H2O 和O3）混合比的垂直分布和变化趋势,以期为研究平流层的辐射和化学过程提供一些有用的数据. 文中除给出我国上空平流层各高度上平均的各种微量气体的含量外,还给出青藏高原上空这些微量气体的含量. 分析结果表明,平流层各种微量气体混合比的垂直分布有其不同的特征,在对流层上层到平流层底部各种微量气体的混合比分布和季节变化与平流层相比有明显的差异;分析结果还表明,这些微量气体的季节变化、准两年周期振荡和长期变化趋势都很明显,并且在平流层的不同高度上它们的变化趋势是不相同的. 在平流层中层,NO, NO2, HCl 和H2O 混合比在1998年以前都是增加而后则是明显下降的,但O3相反,在1998年以前明显减少,1998年后其减少的趋势不明显. 这表明,近年来平流层中层这些微量气体的减少使得它们对臭氧的破坏有所缓解. 但在平流层下层,臭氧的耗损仍然很明显.     

Hydroxyl (6/2) airglow emission intensity ratios for rotational temperature determination

OH(6/2) Q1/P1 and R₁/P₁ airglow emission intensity ratios, for rotational states up to j = 4.5, are measured to be lower than implied by transition probabilities published by various authors including Mies, Langhoff et al. and Turnbull and Lowe. Experimentally determined relative values of j transitions yield OH(6/2) rotational temperatures 2 K lower than Langhoff et al., 7 K lower than Mies and 13 K lower than Turnbull and Lowe.     

Seasonal variations and bioavailability of inorganic phosphorus in soils of Yeyahu Wetland in Beijing, China

Phosphorus (P) in soils has an important influence on the development and productivity of wetland. The objective of this study was to investigate the distribution, bioavailability and seasonal variations of inorganic phosphorus (IP) in soils of Yeyahu Wetland. The results showed that the concentration of Ca-bound P (Ca-P) remained the main occurrence in all IP fractions despite the season, at the same time the Al-bound P (Al-P) was always the lowest IP fraction despite the season. Al-P and Fe-bound P (Fe-P) concentration were all reached the highest value in May and the lowest in November, which was opposite to the occluded P (Oc-P) fraction. The notable higher Oc-P concentration in November observed in this study was probably due to the decomposition of plants and the subsequently releasing of oxides to soils. Ca-P didn't change much with season variations. Exchangeable P (Ex-P) and Oc-P were all positively correlated with soil moisture content and organic matter content, but Al-P was negatively correlated with these two soil properties. As a stable form, Ca-P was not associated with soil properties. Al-P, Fe-P and Ca-P might contribute to the storage of P in studied wetland with the principle component analysis results. The concentration rank order of the bio-available P in soils was generally as follows: Olsen-P > Algal available P (AAP) > Water soluble P (WSP) > Readily desorbed P (RDP). Olsen-P was positively correlated with Ex-P and Oc-P, and it was thought to be a more suitable indicator for bio-available P in soils.     

Seasonal variation of the total electron content, maximum electron density and equivalent slab thickness at a South-American station

Total electron content (TEC) and foF2 ionosonde data obtained at Tucumán (26.9°S; 65.4°W) from April 1982 to March 1983 (high solar activity period) are analyzed to show the seasonal variation of TEC, NmF2 (proportional to square of foF2) and the equivalent slab thickness EST. Bimonthly averages of the monthly median for January–February, April–May, July–August and October–November have been considered to represent summer, autumn, winter and spring seasons, respectively. The results show that the higher values of TEC and maximum electron density of F2-layer NmF2 are observed during the equinoxes (semiannual anomaly). During daytime, both in TEC and in NmF2 the seasonal or winter anomaly can be seen. At nighttime, this effect is not observed. Also, the observed NmF2 values are used to check the validity of International Reference Ionosphere (IRI) to predict the seasonal variability of this parameter. In general, it is found that averaged monthly medians (obtained with the IRI model) overestimate averaged monthly median data for some hours of the day and underestimate for the other hours.     

长春地区地表温度日变、年变对地温测量的影响

通过实地观测试验,并采用傅里叶分析法进行理论分析,来研究长春地区地表温度日变、年变对地温测量的影响规律及影响深度,为在长春地区利用浅层地温测量方法研究地质问题提供重要参数信息.地温变化幅度随深度作指数衰减,衰减系数与地表温度周期、热扩散率有关.     

地面运动旋转分量观测综述——以中国台湾地区旋转运动观测为例

旋转地震学是一门全面研究由地震、爆破以及周围环境震动引发的地面旋转运动的新兴学科.随着观测水平的提高及旋转运动研究的深入,旋转运动研究的重要性也逐渐突显出来.目前国际上对于旋转地震学研究较多,而中国大陆地区鲜有文章提及旋转运动观测.本文从3个方面对旋转运动观测进行描述.首先基于经典弹性力学,介绍了旋转运动的基本理论,表明可以通过直接、间接的两种方法获得旋转量.其次介绍了旋转运动观测进展,表明观测技术的发展对旋转运动的观测具有重要影响.最后考虑到中国台湾是旋转运动观测研究较早并且较为深入的地区,重点介绍了中国台湾地区的观测实例.本文对旋转运动观测进展进行梳理,期望对国内开展旋转地震学观测及研究提供一定的帮助.     

镜质体反射率与最高温度及其附近温度变化率的关系——几种镜质体反射率计算模型的比较

对常用的Waples、Middleton及Easy%Ro模型,通过蒙特卡罗方法,得到了相应的简化模型.所有简化模型均表明镜质体反射率(Ro)主要受控于最高温度(Tmax),并且与最高温度附近的温度变化率(Hr)有关.通过对简化模型的比较发现：(1)相对于Easy%Ro模型而言,Waples、Middleton模型对Hr的变化更为敏感;(2)总的来讲,达到相同的Ro值Middleton模型需要的温度最高,Easy%Ro模型其次,Waples模型需要的温度最低.在一定条件下,根据简化模型,利用实测的lnRo-H数据可以求取地层经历的最高温度及相应的地温梯度、热流和时间.实例分析表明岩石热导率等数据的准确性直接影响Ro解释的结果,但这种影响容易分析,而Hr的不确定性则导致多解性.     

云南地区观测的舒曼谐振背景变化特征

本文利用云南地区永胜台观测的地磁南北和东西分量开展舒曼谐振的背景变化特征分析.通过提取舒曼谐振各阶频率和功率谱密度的小时均值,分析了前三阶舒曼谐振频率和功率谱密度在分点和至点前后的周日变化特征.舒曼谐振功率谱密度的周日变化与亚洲、非洲和美洲三大闪电活动中心的活跃时段以及观测站相对于三大闪电活动中心的方位密切相关.舒曼谐振频率的周日变化特征更复杂.各阶功率谱密度和频率在夏至和秋分前后的变化幅度比春分和冬至前后大.从2011年舒曼谐振频率和功率谱密度日中值的年变化图中发现,谐振频率随季节变化的特征不明显,而功率谱密度的年度变化曲线呈半周期正弦波形态,以7月份为轴对称分布.功率谱密度的季节变化特征与闪电活动的季节变化特征相一致.南北和东西分量得到的前三阶谐振频率,第一阶约稳定在7.5 Hz.而随着阶数增加,南北分量得到的谐振频率比东西分量约大0.5 Hz.高阶谐振频率发生偏移的原因目前还不清楚.     

华南近海台风突然增强的初秋季节锁相

使用美国台风联合中心(JTWC)的最佳路径资料对近50年(1961—2010年)海南岛至台湾岛之间的华南近海台风路径和强度做统计分析,得到台风增强的季节锁相时段.经过大气变量的物理分解,海陆分布热力强迫的季节风场揭示出:盛夏时节,东亚副热带季风槽位于沿江江南,华南近海盛行西南季风;中秋时节,东亚副热带季风槽南退到南海中部,对华南近海台风的增强没有影响;在夏末秋初的转换季节,东亚副热带季风槽正好位于华南近海,有些台风进入华南近海季风槽中就有可能增强,形成所谓的季节锁相.     

An analysis of the seasonal variation of disturbance in georesistivity

Four types of disturbances in the seasonal variation in georesistivity are presented in the light of specific circumstances in China. As the results of theoretic calculation for the models and in comparison of the calculated results with the seasonal variations observed at 40 georesistivity stations, the following points are found: (1) The seasonal variation in georesistivity is caused by the change in resistivity of the surface layer, especially by the annual variation of phreatic level when the sounding depth is too shallow. This is one of the disturbances and thus has no relation to the origin of earthquake. The feature and amplitude of the seasonal variation depend on the types of disturbance models, geoelectric cross sections and sounding depth. (2) The seasonal variation in georesistivity usually has the same sign as that of the change in resistivity of shallow layer and thus the normal seasonal change appears. However, as far as the K or Q types of geoelectric cross sections are concerned, the abnormal seasonal variation in georesistivity starts to appear with a certain electrode spacing, when the interference layer is located in the first layer. (3) Both abnormal and normal seasonal variations in georesistivity will be smaller than 2% when the sounding depth is greater than 300 m. Therefore, the seasonal variations can be removed or restrained when the location of observation has been properly chosen or the electrode spacing is enlarged enough to obtain a sufficient sounding depth.