地球自转速度的年变化

本文利用宋贯一等（2006）发表的“极移的成因及其移动特征”一文中的自转轴受迫摆动资料,从理论上推断出地球自转速度年变化的特征.结果证明,理论计算出的地球自转速度年变化曲线形态特征与观测曲线形态特征十分吻合.从而得出,太阳辐射光压在南、北半球的不平衡分布是引起地球自转速度年变化的主要原因.     

利用甚低频信号相位变化特性判断X射线耀斑类型的研究

甚低频(Very Low Frequency, VLF)信号在地面—电离层波导中传播,当太阳耀斑爆发时日地空间中X射线通量增大,使电离层电子密度分布受到影响,进而导致地面—电离层波导状态发生改变,造成接收到的VLF信号出现异常.本研究利用位于河南省新乡市的VLF信号接收站,对俄罗斯Alpha导航系统发射的VLF信号进行长期的监测和观察后,发现X射线耀斑爆发引起VLF信号相位产生缓变型和急始型两种类型响应.与美国气象卫星(GOES)观测的耀斑数据进行对比,发现VLF信号相位产生两种类型响应与耀斑到达峰值所用时长在耀斑持续时长中的占比有关,缓变型相位对应的耀斑到达峰值时长在耀斑持续时长中占比通常在30%～40%之间,急始型则不高于30%.研究X射线耀斑与VLF信号相位响应之间的对应关系,对进一步研究VLF信号传播及不同类型X射线耀斑的成因有积极的推动作用.     

河南“21·7”特大暴雨常规与扰动天气形势分析

2021年7月19—21日,河南省中北部的特大暴雨造成了内涝和重大的生命财产损失,其中以省会郑州市的灾害最为严重.极值日雨量分布从西南的鲁山400.6 mm到郑州659.7 mm和东北部的鹤壁777.5 mm,跨度约为300 km,其中20日16—17时的郑州最大小时降水量达到201.9 mm.科学认识和提前预报产生特大暴雨的天气系统是减少生命财产损失的前提.本文利用我国气象业务平台上的大气观测实况和数值模式产品做常规与扰动天气形势分析,结果发现：(1)与强降水对应的稳定云团属于西北太平洋副高异常偏北与内陆高压连通后形成在南侧的对流层中下部东风波中尺度扰动低压系统;(2)最强降水的20日,华南沿海台风“查帕卡”、西北太平洋台风“烟花”与郑州附近强上升气流的扰动中低压构成了相互牵制的3个强降水系统;(3)扰动分析比常规天气图上的风和比湿形势更能有效地确定极端降水的位置,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)模式产品中的风扰动、比湿扰动和湿涡度扰动对极端降水预报有明确的指示意义,认识模式产品的准确性和稳定性是未来提高特大暴雨预报技巧的基础.     

利用地物光谱仪数据研究水汽对太阳辐射的吸收

论文将在介绍太阳辐射衰减理论的基础上,利用地物光谱仪、太阳辐射计和臭氧监测仪测量所得到的海面入射的太阳直射辐射光谱数据及大气衰减数据,提出了一种研究水汽在近红外波段对太阳辐射吸收作用的新方法,利用该方法得到的水汽吸收系数与前人研究结果非常一致。在可见光波段,大气对太阳辐射的吸收主要体现为臭氧的吸收。在近红外波段,臭氧的吸收非常小,对大气起吸收作用的主要为水汽。     

初始误差对双环流变异可预报性的影响

使用球坐标下1.5 层约化重力浅水模式模拟海洋风生双环流, 结果显示双环流射流存在拉伸模态和收缩模态间的年际变化。以双环流从拉伸模态向收缩模态的转变过程为背景场, 利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法, 考察初始误差对双环流变异可预报性的影响, 得到两类初始误差: 全局CNOP型和局部CNOP(LCNOP)型, 两类初始误差对双环流变异的影响几乎相反。通过考察误差发展, 发现在射流从拉伸模态向收缩模态转变过程中, CNOP 型初始误差使射流弯曲程度变大, 并在预报时刻导致涡脱落; 而LCNOP 型初始误差则使射流弯曲程度变小。相比LCNOP, CNOP 型初始误差引起更大预报误差, 导致双环流变异的预报技巧下降更多。两类误差得到较大发展的区域可能存在正压不稳定, 使误差能够不断从背景场吸收能量进而得到快速发展。给出了两类使双环流变异预报技巧下降最大的初始误差, 在实际的数值预报中减少这两种类型的误差, 将有助于提高双环流变异的预报技巧。     

超大口径射电望远镜温度场分析

随着天线口径增大、频率升高,日照热对其性能的影响愈发严重.针对待建的新疆110 m大口径全可动射电望远镜,建立其热分析有限元模型,研究天线在夏至日不同太阳时刻的温度场分布特性.结果如下:一天中,主反射面的最高温度可达42.86℃,出现在14时,同时刻撑腿的温度也达到峰值,为41.74℃.背架水平分区温差在5时、18时、19.5时均超过1℃,会对天线指向性能产生较大影响.夜间天线结构温度分布亦不均匀,俯仰结构的温差明显高于其他构件,最大温差为6.42℃,通过数值模拟与试验相结合的方法,证明了构件的壁厚差异是导致结构夜间温差较大的主要原因.     

扰动重力梯度的非奇异表示

在局部指北坐标系中用地心球坐标来表示扰动重力梯度张量,当计算点趋近于两极时,由于Legendre函数的一阶和二阶导数以及分母上所含余纬的正弦函数,将导致扰动重力梯度张量的计算出现无穷大。因此,本文引入了Legendre函数的一阶和二阶导数以及 无奇异性的计算公式,并且进一步推导了 无奇异性的计算公式。在将Legendre函数的一阶和二阶导数以及 、 无奇异性的计算公式代入到扰动重力梯度张量各分量的求解中时,又充分考虑了m等于0,1,2以及其它量时的复杂情况,建立了扰动重力梯度张量各分量无奇异性的详细计算模型。通过模拟实验表明,本文所建立的详细计算模型不仅能够完全满足当前卫星重力梯度张量计算的精度要求,而且模型稳定、可靠、易于编程实现。     

扰动引力对洲际弹道导弹被动段的影响分析

计算了发射点位于全国范围内、经度纬度各相差5°、均匀分布的40个点的洲际弹道导弹被动段的扰动引力,分析了扰动引力对导弹落点的影响;绘制了落点偏差等值线图.结果表明:发射点位于我国西部地区时,扰动引力引起导弹被动段的落点偏差最大.通过分析扰动引力系统误差和随机误差对导弹被动段落点的影响,得出了扰动引力误差对导弹被动段落点的影响量级.     

A Parametric Survey of the CME Triggering Process by Numerical Simulations

Observations indicate that solar coronal mass ejections (CMEs) are closely associated with reconnection-favored flux emergence, which was explained in the emerging flux trigger mechanism for CMEs by Chen & Shibata based on numerical simulations. We present a parametric survey of the triggering agent: its polarity orientation, position, and the amount of the unsigned flux. The results suggest that whether a CME can be triggered depends on both the amount and location of the emerging flux, in addition to its polarity orientation. A diagram is presented to show the eruption and non-eruption regimes in the parameter space. The work is aimed at providing useful information for the space weather forecast.     

太阳磁场理论外推研究进展

太阳磁场是研究太阳物理的关键。目前对太阳磁场的精确测量只限于光球层。对日冕磁场结构的了解,则多是以观测的光球磁场作为边界条件,在某种理论模型下进行外推。势场模型、线性无力场模型和非线性无力场模型是无力场假设下的三种理论外推模型。文章介绍了太阳磁场理论外推的基本方法和最新进展,和对三种模型中使用较多的外推方法,列举了它们在天文研究中的一些应用,同时也简略讨论了外推方法中存在的一些问题。