Fine structure of microwave emission in the 25 August 1999 event and its association with the magnetic field fine structure

A study is made of the initial stage of the 25 August 1999, event using high time-resolution microwave observations, as well as the data from the Siberian Solar Radio Telescope and Yohkoh/SXT/HXT. Microwave emission revealed fine structures with a typical time scale of about 1 s with a frequency drift 1 GHz/s, and structures with a typical time scale of less than 0.1 s with a frequency drift 10 GHz/s. Emission bands with a slower frequency drift are generated by energetic electrons subjected to the cyclotron resonance condition. This slower frequency drift is a consequence of a change in plasma density caused by the coalescence of magnetic structures with a typical size of the order of 10⁸ cm, while the emission with a faster drift is generated by beams of energetic electrons generating Cherenkov resonance emission. The energetic electron beams are produced as a result of the interaction of magnetic structures 10⁶–10⁷ cm in size.     

Satellite microwave detected SST anomalies and hurricane intensification

Sea surface temperature (SST) from the remotely sensed infrared measurements, like the GOES, AVHRR, and MODIS, etc., show missing values of SST over the cloudy regions associated with hurricanes. While satellite microwave measurements, like the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) microwave imager (TMI), can provide SST even under cloudy conditions. Both satellite microwave measurements and buoy observations show SST increase in advance of significant hurricane intensification. Moreover, hurricane intensification may also be related to the location of high SST. Our results indicate pre-existing high SST anomaly (SSTA) located at the right side of the storm track for Hurricane Katrina. Numerical simulations also confirm the important impacts of SSTA location on hurricane intensification. Similar situations are also found for Hurricanes Rita and Wilma. In contrast, if there is no high SSTA at the right location, hurricane may not undergo further intensification. This may explain why not all tropical cyclones associated with warm waters can attain peak intensity (categories 4 and 5) during their life cycle, and partially explains why hurricanes do not reach the maximum potential intensity as calculated only according to the magnitude of SST.     

ICP-AES测定海洋生物体中13种元素的微波消解条件优化

报道了微波密闭消解正交试验条件优化电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES),同时测定8种海洋生物体中硒、铁、锰、锌、钙、镁、锶、砷、镉、铬、铜、铅和镍等13种元素含量的实验结果。优化后的样品消解条件为加入的HNO3V:H O2 2V=6.0 mL:1.0 mL,第二步程序升温温度为170℃,消解时间20 min;测定标准曲线相关系数大于0.999,相对标准偏差为0.30%~2.55%,加标回收率为92.0%~104.8%,方法检出限为0.0010~0.0468μg/g。结果表明,优化后方法测定操作简便、具有高的灵敏度、准确度和精密度,且能多元素同时测定,适合于海洋生物样品中这些元素含量的准确测定,并可为评估海产品食用安全提供科学依据。     

全息测量接收机系统

简单介绍了微波全息测量的原理、用于微波全息测量的接收机系统,然后比较详细地叙述了对该接收机系统相位稳定性的测试,指出了当前接收系统的主要问题.并对接收系统的改进做了两种设计方案.     

中国东部及邻近海域暖季降水系统的闪电、雷达反射率和微波特征

利用热带测雨卫星的测雨雷达、闪电成像仪和微波辐射计8个暖季的轨道观测资料,研究了中国东部及邻近海域不同类型降水系统的地理分布规律和日变化特征及其闪电活动、雷达回波顶高和微波亮温的特征,并进一步分析了闪电与雷达回波顶高、微波亮温和冰相降水含景之间的关系.结果表明,两个地区的降水系统绝大部分都是无冰散射系统(占85%以上),非中尺度冰散射系统占10%左右,中尺度冰散射系统仅占约1.5%.中国大陆东部降水系统的日变化特征明显,而东海地区日变化幅度很小.中国大陆东部和东海地区分别约有93%和97%的降水系统没有闪电记录,并且前者闪电发生概率高于后者.中尺度冰散射雷暴不但闪电频数最高,而且贡献了总闪电的一半以上.随着降水类型强度的增强,20 dBz最大高度明显增高,最小85 GHz和37 GHz极化修正亮温则逐渐降低.对于同样的20 dBz最大高度和最小85 GHz极化修正亮温,中国大陆东部降水系统发生闪电的概率均高于东海地区.降水系统尺度上的闪电频数与最小85 GHz极化修正亮温的关系在稳定性和相关性方面要好于其与20 dBz最大高度的关系,而闪电频数与7-11 km的总冰相降水含量之间的相关性又比其与最小85 GHz极化修正亮温有了较大的提高.进一步研究表明,单体尺度上的闪电频数和7-11 km总冰相降水含量之间也表现出了非常密切的关系,在两个研究地区的相关系数都超过了0.7.     

FY-3A卫星微波资料的集合变分混合同化试验

以2012年"北京7.21暴雨"为例,实现了集合变分混合同化方法对FY-3A的微波温度仪和微波湿度仪资料的直接同化,并与三维变分方法进行了比较。结果表明:虽然两种同化方法同化FY-3A微波资料都能改进降水模拟效果,但是与实况相比,集合变分混合同化方法改进效果更为明显,其能有效减少虚假强降水的模拟,改进强降水中心位置的模拟,SAL评分定量检验也同样表明,集合变分混合同化方法对暴雨的模拟效果要优于三维变分同化方法;无论是热力学变量还是动力学变量,集合变分同化得到的初始场均方根误差均显著小于三维变分同化的结果;两种方法同化FY-3A微波资料均能改变初始场中的各种物理量信息,但不同方法得到的同化增量大小和分布却有明显的差异:三维变分同化方法对初始场的调整区域和强度都要大于混合同化方法,且其同化增量表现出均匀和各向同性的分布特点;而利用集合信息的混合同化方法得到的同化增量分布表现为非均匀性和各向异性,具有"流依赖性"的特征,这使得初始场的分布更合理,有利于改善降水的模拟效果。     

风云三号卫星微波观测的临近空间大气扰动特征

风云三号C星（FY-3C）同时装载有设置了50~60 GHz和118.75 GHz附近氧气吸收带内通道的微波大气垂直探测器,可以用于监测临近空间下部的大气温度.本文的首要目的是展示FY-3C微波大气垂直探测器在监测临近空间（尤其是平流层）强重力波扰动中的优势特点.在给出平流层强扰动监测结果的基础上,分析了不同波段不同通道监测平流层大气温度扰动的能力.随后,对比分析了FY-3C大气温度探测通道与国外同类仪器在观测平流层扰动中的异同点,并进一步讨论了不同平台相同大气微波探测通道联合分析平流层扰动过程的能力.本文在统计2013年冬季（2012年12月和2013年1、2月）和2014年夏季（2014年6、7、8月）的微波大气垂直探测器观测的全球平流层扰动出现频率分布的基础上,利用FY-3C微波大气温度探测器分析了格陵兰岛附近2014年1月7-11日一次平流层扰动过程.结果表明,FY-3C微波探测器50~60 GHz和118.75 GHz波段可用于获取平流层不同高度上的大气温度扰动特征,且前一波段的探测能力显著地优于后一波段.随后,针对2014年1月11日拉布拉多半岛附近的平流层强扰动过程,基于FY-3C的MWTS-Ⅱ与METOP-B的AMSU-A的对比观测表明,MWTS-Ⅱ能够揭示平流层波动更细致的水平结构特征.最后,针对2014年8月10日安第斯山脉附近不同平台仪器的相同通道探测结果的分析表明,多平台联合观测可以进一步提高平流层强扰动监测的时间分辨率.

     

南海中尺度大气海浪耦合模式及其对该区一次强台风过程的模拟研究

利用中尺度大气模式MM5(V3)和第3代海浪模式WWATCH建立考虑大气 海浪相互作用的风浪耦合模式。在耦合模式中引入考虑波浪影响的海表粗糙度参数化方案,大气模式分量提供海面10 m风场驱动海浪模式分量运行,并利用海浪模式分量反馈的波龄参数计算海表粗糙度。利用耦合模式模拟南海的一次台风过程,通过3组对比试验,检验耦合模式对台风过程的模拟效果并研究大气 海浪相互作用对台风过程的影响。结果表明：耦合模式能够较好地模拟南海的台风过程,与非耦合大气模式相比,其模拟的台风强度略有增强,路径变化不大;耦合模式对台风过程中海表热通量及降水影响显著,在台风充分发展过程中,耦合模式模拟的海表热通量增强,台风螺旋雨带上尤其是台风路径的右侧,耦合模式模拟的降水强于非耦合模式;耦合模式较好地模拟了台风过程海浪场的分布和演变,与非耦合模式相比,其模拟的海浪场增强,与实际更为接近;考虑了海表粗糙度对波浪的依赖关系后,海浪场同时影响海表的动力过程和热力过程,从本次个例看,在台风发展初期,海浪对海表动力作用影响显著,其反馈作用使台风系统减弱,但在台风充分发展后,耦合系统中海表热通量增加,热力作用显著增强,海浪的反馈作用有利于台风系统的发展和维持。     

基于FY-3B/MWRI数据的青藏高原地区积雪深度反演

以青藏高原地区(25°N—40°N,70°E—105°E)为研究区域,基于积雪深度与微波辐射计18.7 GHz水平极化通道和36.5 GHz水平极化通道的亮温差(Tb_18H-Tb_36H)具有良好的线性相关性,得出了适用于FY-3B/MWRI(Microwave Radiation Imager)亮温数据反演青藏高原地区雪深的新算法.利用FY-3B/MWRI一级亮温数据,通过新的半经验算法反演了青藏高原地区的积雪深度,进而运用AMSR2(the Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)的二级雪深产品验证了反演结果.结果表明:针对青藏高原地区,新算法相对于全球积雪深度算法具有更小的平均相对误差以及更小的均方根误差,在该研究区域具有更好的适用性.今后可以结合该地区的地表类型分类,对积雪深度反演算法进行更加细致化的拟合,以期提高反演精度,为青藏高原地球物理参数的遥感反演提供支持.     

无源微波遥感用于地震预测及物理机理研究

对不同岩性的岩石进行了无源微波遥感用于地震预测的实验研究,实验在等温过程加载条件下进行．实验得出岩石的微波辐射能量随岩石的应力状态变化而显著变化,这个变化完全由应力引起,与温度无关．将介质所处的应力状态同介质的微波辐射能量变化与物理机理直接地联系了起来,为无源微波遥感观测地球表层应力场分布和预测地震奠定了物理基础,并提供了实验依据．本文提出了无源微波遥感预测地震的两种物理机理,即热能激发机理和机械能激发机理;提出了由无源微波遥感探测结果,反演介质应力状态和温度状态的方法．