GALEX用紫外光窥探宇宙

GALEX：为确认宇宙暗能量立功 2011年五月间,国外多家媒体报道星系演化探测器（GALEX）协助证实暗能量的本质。一项为期5年、针对200000个星系的巡天观测计划,回溯了70亿年的宇宙时光,结果给出最好的独立证据之一,即暗能量正让宇宙加速膨胀。此次研究中采用的方法之一是测量宇宙中星系大尺度分布情况。新发现的完成得益于星系巡天观测使用了美国宇航局8年前发射的GALEX以及澳大利亚塞丁泉（Siding Spring）山的英一澳望远镜得出的数据。     

修改引力宇宙学下的大尺度结构非线性演化

主要研究了修改引力论在非线性尺度上的表现。现在已经存在很多修改引力论的模型,如f（R）,DGP,Mond等,但是在工作中并没有使用别人已经提出的修改引力论方法,因为首先不可能去对所有的修改引力论模型都进行研究;其次重点研究的是修改引力对于宇宙中的物质分布在非线性尺度上的影响,而各种修改引力论对于物质聚集的影响是相似的,都可以通过一个参数表达出来。因此笔者提出一种修改引力论的方法,引进了一个简单参数ζ。这个参数ζ定义为G_eff/G/-φ/Ψ,这里G_eff是有效牛顿常数,G是牛顿常数,φ和Ψ则是时空度规的标量扰动方程中的两个势。这个ζ参数在广义相对论的基础上修改了物质粒子受到的加速度,加大或者减小这个参数会相应地改变物质粒子的加速度,进而会加快或者减慢大尺度结构的形成。这种对大尺度结构在线性尺度上的影响可以通过理论计算得到,但是大尺度结构的非线性增长无法通过理论计算得出,现在只有借助已经发展得比较成熟的数值模拟方法来研究这个问题。该文修改了现在已经比较成熟的数值模拟程序GADGET-2,加入了ζ参数。在进行数值模拟之前,首先检验了数值模拟的质量分辨率、模拟尺度,以及初始红移对最终物质功率谱的影响,并且证实修改后的GADGET-2程序是正确的。设定不同ζ参数的值,ζ=0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,这里ζ=1.0对应标准宇宙学,然后对每个ζ值运行了一组数值模拟。为了减少数值效应对最终结果的影响,并且突出显示修改引力论在非线性尺度上的表现,没有简单直接地使用不同ζ值物质功率谱来做比较,而是精巧地设置不同ζ值的输出红移,使不同ζ值在其对应的输出红移处有相同的线性功率谱,并且最终使用了ξ=ζ≠1.0/ζ=1.0这个比值参数来研究修改引力论在非线性尺度上的表现。通过宇宙学尺度上的数值模拟和高精度的小波物质功率谱方法,我们研究了ζ参数对物质在非线性尺度上增长的影响。通过ξ这个参数,在线性功率谱相同的时候,比较了不同ζ参数的功率谱在非线性尺度上相对于标准宇宙学模型的偏离。得到重大的发现:大尺度结构在非线性上的增长并不是想象的那样,较大的ζ参数加大了物质粒子的加速度,进而在线性和非线性尺度上都加快了结构形成,反而是在线性功率谱相同的时候,较大值的ζ给出了较小的非线性功率谱。这个发现也证明HKLM假定的不正确,从而证明基于这个假定的功率谱拟合公式（PD96,Smith2003）不适用于修改引力论,直接将这些功率谱拟合公式推广到修改引力论是不正确的。基于这个ζ参数的修改引力论模型,利用一系列的数值模拟的结果,为修改引力论提出了一个新的拟合公式。这个新的拟合公式不是对现有的这些拟合公式做推广,而是借助于标准宇宙学下的非线性功率谱,通过几个简单的参数就可以得到对应不同ζ值的非线性功率谱,而且其精度保证在5%以内。利用这套数值模拟的结果,我们进而研究ζ修改引力论下的本动速度场的功率谱、暗晕的质量方程,以及暗晕的性质。这些工作为我们从观测上区分修改引力论和广义相对论提供了理论指导。     

青藏高原景观空间格局的特征研究

大尺度的景观空间格局分析是目前景观生态学研究的热点,然而针对青藏高原独特的地形地貌和高寒地区生态系统,选取怎样的角度研究其景观空间格局特征是很少有人关注的。本文以2010年西部测图数据为主要数据源,以GIS为研究平台,提出以流域作为研究单元提取景观指标的方法,运用景观生态学原理,进行青藏高原景观空间格局特征研究,并探索景观格局指数与地形因子之间的相关性。结果表明该方法能够反映青藏高原特殊地形和气候下的景观空间格局特征,便于生态景观规划及保护。     

利用海气耦合模式预测的大尺度环流进行热带气旋年频数的预测试验

基于对热带气旋生成频数和大尺度环流相关关系的分析,利用SINTEX-F海气耦合模式预测的大尺度大气环流信息,通过提取模式预测较好与热带气旋生成密切相关的有用信息,建立了一个基于动力模式预测结果的南海和西太平洋热带气旋年频数预测模型,并对1982—2010年的热带气旋生成频数进行预测试验与检验。SINTEX-F海气耦合模式能够较好预测部分与热带气旋生成密切相关的大尺度环流特征,其中包括热带气旋活动区域的海平面气压、对流层风垂直切变、850 hPa热带辐合带和850 hPa 90 °E附近的越赤道气流。利用这些大尺度环流建立的预测因子与热带气旋生成频数有很好的相关关系,利用这些预测因子建立的多元回归预测模型对热带气旋频数的拟合率为0.8(相关系数,超过99.9%的信度检验)。预测模型的交叉检验结果表明模型整体预测效果较好。交叉检验预测结果与实况热带气旋频数的相关为0.71(超过了99.9%的信度检验),距平同号率为82.8%。但模型对热带气旋异常年的预测误差较大。      

2004年11月7-8日巨磁暴期间场向电流的分布特征

利用CHAMP卫星磁场数据分析研究了2004年11月7日至8日巨磁暴(Dst<-200 nT)期间大尺度场向电流的分布特征.把方向相同且时间连续的一段场向电流定义为一个电流片,分析结果表明,伴随磁暴的发展,在卫星飞过的两个扇区(早上扇区0200-0400MLT及下午扇区1400-1600MLT)中的大尺度场向电流分布呈现不同的纬向分布特征:随着地磁扰动的增强,早上扇区电流片分布范围向高纬扩展;而下午扇区电流片分布范围则显著地向低纬扩展.与地磁活动SYM-H和AE指数对比分析得出,早上扇区的大尺度电流片的分布特征更多地受到亚暴活动的影响,而下午扇区的电流片分布则明显反映出磁暴环电流活动的特征.     

基于小波变换的大尺度岩体结构微震监测信号去噪方法研究

为将小波去噪方法应用于大尺度岩体结构微震监测信号的去噪研究,首先在MATLAB环境下进行仿真,验证了使用Symlet6小波进行小波去噪的可行性;利用4种自适应阈值规则对含噪信号进行去噪对比,结果表明4种阈值去噪后的信号在均方差较小的情况下都极大地提高了信号的信噪比,有效地去除了噪声,对不同的含噪信号,无偏似然原则阈值去...     

纵向岭谷区的怒江跨境径流量变化特征

以纵向岭谷区的怒江跨境径流量观测数据为基础,应用统计分析方法,研究了怒江跨境径流量的变化特征和规律.结论为:怒江的跨境径流量主要集中在雨季(5～10月),其间的径流量约占全年的82%,径流量的这种年内变化特征说明怒江在年内为雨水补给为主的河流;雨季的怒江跨境径流量在年跨境径流总量中的比重从20世纪60年代中期以来总体是呈下降的趋势;从年际变化上来说,怒江属于高山冰雪融水和雨水混合补给型河流,从20世纪70年代开始,怒江跨境径流量的年际变化就开始呈显著增加的时间演变趋势;径流量最长有可达6个月的持续性,出现在9月;总体来看,怒江跨境径流量的年代际大尺度变化特征主要表现在20世纪80年代的中期以前,径流量相对来说是比较少的,而从80年代的中期以后有明显增加的趋势;怒江跨境径流量的变化主要是由于纵向岭谷区西南季风环流系统活动的变化造成的,至少在夏季风活动期间是这样.     

射电天文学的功勋及宇宙生命探索（上）

自20世纪30年代接收到银河中心方向的无线电波以来,迅速发展起来一门崭新的学科——射电天文学。迄今射电天文学已经成为天文学的一个重要的分支学科,并且获得了许多激动人心的重要天文发现。射电天文学开创了研究天体物理、天体测量、宇宙的起源与演化和宇宙的大尺度结构的新途径,它正在现代天文研究中发挥着越来越大的作用。     

“心事浩茫连广宇”——功勋卓著的大天区巡天

在天文学飞速发展的20世纪里,天文学家在每一个可能的电磁波段都进行了多次巡天。这些巡天引领了无数个激动人心的伟大发现,并为许多研究课题,例如描绘银河系结构乃至宇宙大尺度结构以及搜寻极端天体等等方面,提供了海量的基础性数据。本文是对各种巡天的综合“巡视”,对近年来比较著名的大天区巡天——2MASS、SDSS、2dfGRS、UKIDSS等进行了简单介绍,列举了它们作出的部分重要科学发现,并对未来的巡天工作进行了展望,希望能有助于大家更深入地认识巡天。     

东亚—西北太平洋海平面气压场的动力特征分析

东亚—西北太平洋地区的海平面气压直接反映了低层大气的环流特征,其动力特征对大气环流形势,气压系统的演变和天气、气候系统的发展等都有显著的影响.因此,深入分析东亚—西北太平洋地区海平面气压场的时空演变特征,对于提高我国的天气和气候预报具有重要意义.为了从非线性动力学的角度进行深入研究,文中使用了一种新方法来定量估算海平面...