基于ROACH的微波全息法相关机设计

基于ROACH开发平台设计了一套适用于微波全息法测量的高性能实时数字相关机,采用了带通采样技术,无需在相关机之前进行基带转换,使全息测量硬件系统更加简洁;采样速率为10 Mbps~1 000 Mbps可调,采用数字混频、数字滤波,信号带宽和频率分辨率都易于调整,具有很大的灵活性和可扩展性。测试结果表明该相关机测量精度高、稳定性好、准确可靠。     

基于地基微波辐射计资料对成都双流机场两次雷雨过程的分析

利用地基微波辐射计资料,比较了2017年7月成都双流机场的两次雷雨过程,根据天气形势分为"两高切变"和"东高西低"2类,在此基础上分析微波辐射计要素变化特征,结果表明:在垂直方向0～10 km,以相对湿度达到80%来区分干区和湿区,则两次过程前3 h,相对湿度在垂直方向均呈现"上下干、中间湿"三层结构,并早于近地层前2 h达到饱和状态;过程期间相对湿度呈现"上干、下湿"两层结构;过程结束后湿层抬高,低层变干。两次过程水汽含量充沛,保持在70 kg/m~2以上,峰值超过85 kg/m~2。每一次中阵雨发生后水汽含量都会短暂回落,但仍高于过程前的数值,不足2 h后再次发生中阵雨。由0℃线高度变化可知,降水过程中,暖区(温度≥0℃)内相对湿度≥90%;云中液态水含量主要分布于6 km以下,温度在0℃以上的液态水占比很高,故两次过程以暖云降水为主。雷雨前1 h左右有"低层气温上升,0℃层抬升,K指数、CAPE指数也明显增大"的典型特征。降水发生在相对湿度、水汽总含量、云中液态水含量和稳定度指数快速增长的波峰中。     

地基微波辐射计资料在降水分析中的应用

利用地基微波辐射计的观测资料研究了2016年8月昆明长水国际机场出现的两次不同性质雷暴过程在不同发展阶段的温湿参量分布和演变特征,结果表明：（1）天气尺度强迫下雷暴前40 min,温湿廓线表现为低层温度降低、水汽密度升高,雷暴结束后趋于稳定,该变化可反映对流活动的起止。而局地热力雷暴前8 h~40 min,低层温度持续升高,降水前半小时水汽密度迅速升高,反映出了大气层不稳定能量积蓄过程和对流爆发前的空中水汽变化。（2）积分水汽含量（IWV）和云内液态水路径（LWP）在降水前有明显的陡增。天气尺度强迫下雷暴降水期间,IWV和LWP随着温度的增减相互转化,低层的剧烈降温,加速了水汽凝结饱和到降落的转化,造成降水强度进一步增大,对应IWV减小,转化为LWP和地面降水。热力雷暴降水期间,温度均匀变化,IWV、LWP均匀增长,水汽转化量极小,IWV增量远高于实际降水量。（3）大气可降水量（PW）在两类降水过程前半小时显著上升,天气尺度强迫下雷暴降水前总增幅达14.6 mm,局地热力雷暴降水过程前PW均匀增长7.6 mm。

     

三年地基微波辐射计观测温度廓线的精度分析

对安装在北京南郊观象台的地基微波辐射计测量的温度廓线数据的精度进行了分析。首先在2006年9月晴天条件下,对比由7个氧气通道测量的亮温与由微波辐射传输模式计算的亮温。得到51.250 GHz的测量值与计算值的标准差值最大,为3.8 K,其余通道均小于1.8 K。2种亮温的偏差值以及绝对偏差值,在51.250和52.280 GHz处大于1.0 K,在其余5个通道处都小于1.0 K。2种亮温拟合直线的斜率,在52.280和53.850 GHz处分别为0.66与0.7,其余通道都大于0.8。然后,使用2005年9月—2008年8月的观测数据,对比地基微波辐射计与探空同时观测的大气温度。结果显示,2种测量技术的差异随高度而增大。另外,将3a观测数据按照季节以及晴天与非晴无降水天进行对比分析。结果显示,不同季节２种测量技术存在不同差异。其中,夏季测量差异最小。而晴天测量差异在3.250 km以下比非晴无降水天小。     

石英和锆石Ti温度计在地学中的应用及其Ti含量的微区分析技术进展

石英和锆石Ti温度计在地球科学研究领域具有广泛的应用,本文系统回顾了石英和锆石Ti温度(压力)计发展史,并综述了其在地学中的典型应用实例。当前主要有3个石英Ti温度计和2个锆石Ti温度计计算公式,这些公式的使用范围和适用的地质情况已有统一的认识。石英和锆石Ti温度计应用的前提是Ti含量的准确测定。本文综述了现有Ti元素含量微区分析技术(电子探针、离子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱),重点讨论了激光剥蚀电感耦合等离子质谱在石英和锆石Ti分析的技术难点,包括不可控的剥蚀行为、多原子离子团干扰、缺乏基体匹配的标准物质等。最后展望了该技术未来发展趋势,特别是采用飞秒激光、高灵敏度/高分辨SF-ICP-MS、三重四级杆ICP-MS等仪器,有望实现低含量(< 5.0×10^-6) Ti的准确测定,这为石英和锆石Ti温度计的广泛应用提供有力保障。

     

微波消解-电感耦合等离子体发射光谱仪测定土壤样品中的硼

本文采用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对土壤样品中硼含量的测定进行了实验.对微波消解样品前处理条件和测定时的仪器参数进行了优化,最终确定了以HF-HNO3-H3PO4体系,逐级升温的方式来消解土壤样品.该方法对硼元素的检出限为0.093μg/g.经标准物质验证,其准确度、精密度均达到行业标准的要求,适用于土壤样品中硼的测定.     

微波消解-原子荧光光谱法测定化探样品中的砷和锑

准确测定砷和锑的含量是化探样品测定中的重要内容.本文介绍了测定这两种元素的一种新方法,笔者基于原子荧光光谱仪,试样经氢氟酸-盐酸-硝酸混酸微波消解,高氯酸-硫酸混酸蒸发除去氢氟酸,由盐酸-酒石酸混合溶液定容,从而得到样品中准确的砷、锑含量.本方法砷、锑校准曲线的线性相关系数均大于0.999;检出限分别为砷0.039μg/L、锑0.0058μg/L.按照实验方法测定水系沉积物、土壤标准物质中砷、锑,结果的相对误差砷为1.52%~6.77%,锑为1.25%~7.17%;相对标准偏差(RSD,n=6)砷为2.27%~5.15%、锑为1.88%~5.81%.本方法适用于化探样品中砷含量在0.05~500μg/g、锑含量在0.05~300μg/g之间的样品测定.     

基于SSM/I被动微波数据的中国积雪深度遥感研究

通过对积雪和其他地物的被动微波辐射计SSM/I的微波亮温进行波谱分析,提出了一个识别积雪的SSM/I微波检测方法,与MODIS的5 d合成积雪范围数据进行了比较,结果表明SSM/I的积雪范围与MODIS基本一致.对提出的SSM/I的微波积雪深度反演方法进行了验证,与2006年冬季每日的中国地面积雪深度观测数据的相关系数R的平方为0.46～0.54,偏差为-0.3～0.8 cm,均方根误差rmse为4.4～6.8 cm.     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定土壤和沉积物中痕量稀土元素

建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定土壤和沉积物中15种痕量稀土元素的分析方法。研究了溶样试剂、微波消解程序、标准溶液配制、质谱干扰与内标元素对稀土元素测定的影响。加入氢氟酸能有效打开样品,以HNO₃-HF-H₂O₂混合酸溶解样品,稀土元素的溶出率较高。采用模拟土壤、沉积物中稀土元素天然组成比值的校正溶液,对稀土元素间的干扰具有明显的抑制作用。通过测定单个La、Ce、Pr、Nd和Ba的氧化物及氢氧化物产率,计算出等效干扰浓度,进而校正多原子离子干扰。利用¹⁰³Rh内标校正系统,有效地抑制了分析信号的动态漂移。方法检出限为1.2~7.1 ng/g,精密度(RSD)≤5.3%(n=6),加标回收率为86.1%~110.1%。使用土壤、沉积物标准物质进行验证,测定结果与标准值相符。建立的方法样品处理程序简单快速、线性范围宽、分析重现性好、结果准确,适用于大批量地质样品的分析。     

气象卫星资料在估测热带气旋强度方向的应用进展

在常规观测资料稀少的热带洋面上,气象卫星是监测热带气旋的主要工具.基于可见光和红外的Dvorak技术通过一系列经验规则,将热带气旋在卫星云图中表现出来的云系结构特征及特定的参数同其发展强度联系起来,但它无法得到气旋内部辐射信息.相对而言,波长较长的微波能穿透热带气旋中高层云系,反映出与热带气旋强度相关的暖核辐射信息.介绍了国内外利用Dvorak技术和星载微波技术估测热带气旋强度的研究进展,指出它们在应用中存在的优势和不足,同时展望了该领域在未来的发展方向.