中国大气臭氧探空仪的研制和应用

地球大气中的臭氧一直是全球气候和环境变化研究中的重要内容。大气臭氧探空系统是当前直接获得地球大气臭氧垂直结构资料的直接探测系统，同时也是为卫星臭氧探测和激光雷达臭氧探测等提供对比和定标的有力手段。中国大气臭氧探空仪的研制工作起步较晚且进展缓慢，这在一定程度上妨碍了中国大气臭氧高空探测业务化的进程。首次报道了中国大气臭氧高空探测业务化进展状况，重点报告中国自行研制的大气臭氧探空仪的结构和技术性能指标，讨论了中国大气臭氧探空仪主要技术性能指标与芬兰Vaisala臭氧探空仪的比对结果，并给出该系统在北京、南极等地区应用施放中所得到的部分探测结果。同时对中国大气臭氧高空探测业务化方面的近期任务提出了建议。     

北京上空大气臭氧垂直分布的特征

利用我国自行研制的探空仪和地面接收设备首次较系统地获得了北京地区连续一年（2001年 3月至2002年 2月）的大气臭氧垂直分布资料。结果分析表明：①北京地区上空臭氧浓度极大值的季节均值的变化范围为15．1～16．7 mPa,其高度位于20．7～25．1km之间,极小值的季节均值的变化范围为 2．0～2．8 mPa,其高度在对流层顶附近。②边界层和平流层下部是臭氧浓度变化的活跃区域,并具有明显的季节变化,在边界层内夏季臭氧积分浓度高于冬季相应值的 1．7倍之多,而在平流层下部,冬季臭氧积分浓度则高于夏季的相应值。夏季边界层中臭氧浓度偏高,表明臭氧是北京地区夏季重要的污染气体之一。③北京上空臭氧垂直廓线的形态呈多样性,夏秋季节以单峰为主,冬春季节经常出现双峰和多峰结构;次峰出现的区域一般在10～18km高度范围内。     

拉萨上空大气臭氧垂直分布的高空气球探测

用臭氧探空仪于1998年8月和10月测量了在拉萨上空的臭氧垂直分布,并与河北香河的观测资料进行了对比。结果表明,拉萨上空对流层臭氧浓度较低,在25～26 km之间臭氧分压最大,在30～34 km之间混合比最大。从典型的臭氧垂直分布廓线推算出大气臭氧总含量为261.6DU。     

地面GPS探测大气的最新进展

综述了利用地面ＧＰＳ站探测大气的技术，包括基本原理，方法，应用，最新进展和结果的介绍以及存在于该技术的误差源的讨论。从地面ＧＰＳ站的观测和表面气象参数可得出天顶湿延迟的估计，再由它和可降水汽量之间的转换关系就可得出ＰＷＶ估计。这种方法求得的ＰＷＶ时间序列不仅能提高天气预报的准确度而且有助于气候变化的研究和数值天气预报模型的改进，这就是新兴学科ＧＰＳ气象学形成的基础。     

相控阵技术在大气探测中的应用及面临的挑战

摘要： 近年国际上相控阵技术在大气探测领域中的应用有了重要进展,成为雷达气象学研究的又一新热点,并可能成为今后天气雷达发展的重要方向。介绍了相控阵技术在大气探测中应用现状和研究进展,以及近年在气象应用中所获得的最新研究结果,展望了相控阵技术的应用前景,进一步讨论了开展相控阵技术研究所面临的技术挑战和未来发展的方向。为我国开展相控阵天气雷达的研制提供参考。     

偏振微波雷达探测大气研究进展及几个问题的考虑

近年国际上偏振微波雷达探测大气研究有了重要进展,成为雷达气象学研究的新热点,并可能成为天气雷达发展的重要方向。介绍了微波圆偏振技术现状和双线偏振测量技术体制的重要进展,以及近年在气象应用中所获得的最新研究结果,展望了偏振探测技术的应用前景。进一步讨论了开展偏振探测技术研究所应考虑的有关偏振类型、实现体制、方案设计、产品算法和波段选择中的问题,对偏振探测技术研究具有参考价值。     

全球大气臭氧层的主要特征和变化趋势

根据全球臭氧地面站（Ｄｏｂｓｏｎ站、Ｂｒｅｗｅｒ站、Ｍ８３和Ｍ１２４ａｌ）总量资料、臭氧探空廓线资料和雨云卫星（ＴＯＭＳ、ＳＡＧＥⅠｆｏＳＡＧＥⅡ）臭氧总量和廓线资料，给出南、北半球特别是南极地区平流层臭氧主要特征和变化趋势。结果表明，无论是中、低纬地区还是高纬地区（特别是南极地区的“臭氧洞”）臭氧总工从７０年代开始呈下降趋势，特别是近十几年来有加剧下降之势，这是各国政府和科学家极为关注的环境和气候问题。此外，还对臭氧总量变化趋势的各种解释作了综述。     

地球深部探测国际发展与我国现状综述

探测人类居住的地球内部的结构和组成是地质学家和地球物理学家共同的奋斗目标。本文介绍了上世纪70年代以来世界主要国家的国际地球探测计划的主要内容,包括美国大陆反射地震探测计划(COCORP)、地球透镜计划(EarthScope),欧洲地球探测计划(EUROPROBE)、德国大陆反射地震计划(DEKORP)、英国反射地震计划(BIRPS)、意大利地壳探测计划(CROP)、瑞士地壳探测计划(NRP20),俄罗斯深部探测计划,加拿大岩石圈探测计划(LITHOPROBE),澳大利亚四维地球动力学计划(AGCRC)、澳大利亚玻璃地球计划(Glass-Earth)和澳大利亚地球探测计划(AuScope),简要概括了国际地球探测计划的成果,回顾了我国地球深部探测的历史与工作基础,简要论述了我国开展地壳探测计划的必要性,并介绍了近期启动的国家科学专项深部探测技术与实验研究的目标与两网、两区、四带、多点的工作部署,展望了我国地球深部探测发展的未来。     

大气重力波布阵探测灾害性冰雹过程的研究

1995－1997年在冰雹灾害频繁的贵州省中西部进行了灾害性冰雹过程的大气重力波布阵探测研究，结果表明使用动态谱分析技术的大气重力波三测点布探测方法不仅可以在冰雹灾害发生3－24小时以前获得可靠的预警信息，而且可连续跟踪监测波原所在方位，为冰雹过程发生发展的理论机制及预报方法和研究和人工防雹作业提供了一些新的线索和一种新的技术手段。     

对流层臭氧卫星遥感反演综述

臭氧是地球大气中最重要的痕量气体之一,在气候变化和生态环境中均扮演着至关重要的角色。对流层臭氧作为光化学烟雾的重要成分之一,其浓度变化与人类活动息息相关。基于卫星遥感技术监测对流层臭氧浓度可以帮助我们更好地发现和定量解释对流层臭氧在不同季节、不同时刻以及不同区域的变化特征,探讨臭氧在对流层中的成因机制。随着卫星遥感技术的全面发展,臭氧遥感产品（例如臭氧总量、廓线等）无论在产品精度或是时空分辨率方面均取得了显著进步,然而,由于受较弱卫星信号与复杂下垫面的影响,对流层臭氧遥感产品精度仍无法满足目前对流层大气成分的精细化科学应用研究。主要围绕对流层臭氧卫星遥感,回顾和分析了臭氧卫星遥感载荷的发展历程和现状,结果表明国内外已基于不同谱段（紫外—可见光、热红外和太赫兹）实现了全球及区域臭氧的时空分布探测;讨论了基于不同技术遥感反演算法（直接与间接反演、多波段联合反演、天底—临边协同反演、基于机器学习技术的创新算法等）的特点及适用性,分析表明算法精度的提升包括从复杂大气背景下的辐射传输模拟、基于地面观测的先验信息优化以及仪器定标与信噪比等多方面的工作;展望了卫星遥感在全球和区域尺度提供可靠对流层臭...     

月球探测的进展与中国的月球探测

介绍了月球探测历程、第一次探月高潮中在月球的形状、大小、轨道参数、近月空间环境、月表结构与特征、月球的岩石类型与化学组成、月球的资源与能源、月球的内部结构与演化历史等方面所取得的成果。提出了中国开展月球探测的初步设想,认为近期中国的月球探测应以不载人月球探测为宗旨,分为“绕、落、回”三个发展阶段,即环月探测、月面软着陆器探测与月球车月面巡视勘察、月面软着陆与采样返回。     

中高层大气研究的空间探测

中高层大气研究对于深入理解全球变化和日地关系十分重要,也为有关航天与临近空间飞行的环境保障提供基础。中高层大气研究的目的是要深入了解其中发生的主要过程及其耦合,并发展各种模式。在现代中高层大气研究中,地基、高空飞机、高空气球、火箭和空间观测提供了动力、热力和化学成分结构与变化的资料,其中空间观测起到至关重要的作用。将对用于中高层大气研究的卫星任务和传感器载荷进行综述,同时列举一些中高层大气空间观测的科学结果。     

月球水冰探测进展

月球上是否存在水冰是第二次月球探测热潮中的热点问题。 1 994年克莱门汀号 (Clementine)环月探测器搭载的频率为 2 .2 73GHz双基地雷达探测到月球南极一些地区出现同向极化增加等独特的回波特征 ,这些地区正好处于极地永久阴影区 ,表明这些地区可能存在水冰。Arecibo天文台频率为 2 .38GHz的地基雷达对月球极地进行制图 ,也得到类似结论。 1 998年月球勘探者号 (LunarProspec tor)环月探测器搭载的中子探测仪在月球极地永久阴影区探测到高含量的氢信号大多认为是水冰引起的。但雷达探测和中子探测结果均存在多解性。月球表面粗糙度同样可以引起雷达回波呈现出类似水冰的异常特征 ,而中子探测仪测量到的仅仅是氢信号而非水 ,而且月球勘探者号撞击月表之后并没有探测到任何的水蒸气信号。月球极地水冰存在与否、存在形式和存在数量等科学问题的回答需要对月球极地特别是永久阴影区作进一步探索     

中国月尘探测进展及后续展望

月球尘埃研究具有重要的科学和工程价值。目前对月球尘埃运动规律、运动机理等的了解非常有限,对尘埃运动物理参数缺少系统的定量测量,严重制约了月球尘埃的科学研究。阿波罗17号宇航员观察到的月尘扬起及其物理机制迄今为止在科学上仍然是一个谜。中国的嫦娥三号月球探测任务得到了月面上的尘埃沉积数据及尘埃活动高度数据,表明尘埃活动具有显著的地域差异。在嫦娥五号采样返回任务中将研究月尘带电方面的物理特性。探月后续任务中如果能够在高纬度地区首次系统地定量测量月尘运动的物理参数,将会揭示不同经纬度区域、不同太阳光照条件、不同太阳风条件、不同地形条件下的尘埃活动规律及其关键影响因素,对高精度数值模型的建立及其参数选择提供定量限制,必将取得新的重要科学发现。     

电磁探测技术在工程与环境中的应用现状

电磁探测技术是工程和环境地球物理勘查中最有效的技术之一,近年来频率域和时间域电磁探测仪器不断发展,涌现出适用于地下管线探测、地下水污染监测、堤坝质量检测、土壤特性探测与评价的新型电磁探测仪器。频率域电磁探测仪器采用了传导电流和位移电流都不能忽略的频段以及位流发射技术;时间域电磁探测仪器向甚早期偏移,以弥补传统电磁法和探地雷达难以探测的盲区,提高探测的分辨率与探测效率。在美国爱得荷国家工程实验室(IdahoNationalEngineeringLaboratory)进行的电磁探测综合演示实验(EMID)反映出当今电磁探测仪器的水平和发展趋势。     

矿井无线电波透视技术探测模式研究

为了使矿井无线电波透视的探测效率最大化,笔者研究了其各种工作模式,通过数学分析得出了各种模式中主机行走距离、总探测时间、时间利用率、行走速度、可探测最大工作面长度的计算公式.以此为基础,形成探测参数计算表.对于实际工作中的不同长度工作面的探测,可根据此表的计算结果来选择合理的工作模式和发射时间和搬站时间,以达到最大探测效率的目的.     

瑞利波探测技术用于矿井地质超前探测

鹤岗矿区煤系曾遭受多次构造运动的改造,地质情况复杂。为满足采区和生产布置的需要,采用瑞利波探测技术对地质情况进行精细探查和预报。在井下用瑞利波方法探测下部煤层、超前探测煤巷、岩巷前方的构造,取得了满意的效果。该技术方法提高了地质预报的准确性,在煤矿有良好的应用前景。     

雷达探测技术及应用

阐述了雷达探测技术的基本原理，探测方法和应用条件，通过几个应用实例说明了该方法在解决工程地质，水文地质问题及探测其它地质异常体，地质界面中的有效性及应用前景。     

桂林市大气汞污染现状调查

对桂林市大气汞系统监测显示,桂林市大气汞含量变化范围在7.69～39.93 ng/m3(表1).总体上,不同功能区大气汞的含量平均值,由工业区→医院→商业区→休闲区→住宅区→文教区依次降低,由22.89～9.94 ng/m3,是全球大气背景含量的1.5 ng/m3的15～6倍.其高于西藏2～6 ng/m3的背景值,也高于贵阳居民区8.4 ng/m3的平均值,略高于北京6～18 ng/m3的一般值,但低于重庆市大气汞含量平均34.4 ng/m3.