Global distributions of storm-time ionospheric currents as seen in geomagnetic field variations

To investigate temporal and spatial evolution of global geomagnetic field variations from high-latitude to the equator during geomagnetic storms, we analyzed ground geomagnetic field disturbances from high latitudes to the magnetic equator. The daytime ionospheric equivalent current during the storm main phase showed that twin-vortex ionospheric currents driven by the Region 1 field-aligned currents （R1 FACs） are intensified significantly and expand to the low-latitude region of-30~ magnetic latitude. Centers of the currents were located around 70~ and 65~ in the morning and afternoon, respectively. Corresponding to intensification of the R1 FACs, an enhancement of the eastward/westward equatorial electrojet occurred at the daytime/nighttime dip equator. This signature suggests that the enhanced convection electric field penetrates to both the daytime and nighttime equa- tor. During the recovery phase, the daytime equivalent current showed that two new pairs of twin vortices, which are different from two-cell ionospheric currents driven by the R1 FACs, appear in the polar cap and mid latitude. The former led to enhanced north- ward Bz （NBZ） FACs driven by lobe reconnection tailward of the cusps, owing to the northward interplanetary magnetic field （IMF）. The latter was generated by enhanced Region 2 field-aligned currents （R2 FACs）. Associated with these magnetic field variations in the mid-latitudes and polar cap, the equatorial magnetic field variation showed a strongly negative signature, produced by the westward equatorial electrojet current caused by the dusk-to-dawn electric field.     

日本9.0级大地震前长波辐射异常研究

应用聚类分析方法对日本M_w9.0地震前长波辐射进行了分析,结果表明2010年8月在大范围的西太平洋海域,出现一个自北向南逐渐增强的季节性高温条带,该条带从日本海沟中北段开始,一直向南延伸到伊豆—小笠原海沟.同时日本海沟的地壳垂直运动自2010年8月份开始出现季节性运动消失的异常现象.这两种现象同时出现是否表明地球物理场在大地震发生前可能出现异常？地震发生前半年时间出现的热异常条带是否与此次地震有关？这些问题有待进一步探索.     

64层CT回顾性心电门控低剂量冠脉成像的临床研究

目的:通过比较图像质量与辐射剂量,评价64层螺旋CT低剂量回顾性心电门控冠脉成像技术临床应用的可行性。方法:选取拟行CT冠状动脉造影的患者80例(心率小于65次/min,心率波动范围小于5次/min),所选患者分为两组,分别进行低剂量回顾性心电门控(40例,开启ECG管电流调制技术,70%～80%期相满电流输出)及常规回顾性心电门控(40例,35%～80%期相满电流输出)CT冠脉造影,依据患者体质量指数选择管电流(400～800 mA),管电压120 kV。比较两组的辐射剂量及图像质量。P<0.05认为差异具有统计学意义。结果:低剂量回顾门控组与常规回顾门控组图像质量差异无统计学意义(Z=-4.78,P=0.23)。低剂量回顾门控组CTCA辐射剂量平均(13.76±2.38)mSv,常规回顾门控组CTCA辐射剂量平均(20.06±3.35)mSv,差异有统计学意义(t=-8.39,P=0.00),使用低剂量回顾门控降低了31.4%的辐射剂量。结论:低心率患者行回顾门控CTCA通过修改ECG管电流调制技术参数得到的图像质量与常规回顾门控CTCA无差别,而辐射剂量显著减低。     

海洋表层温度对台风"蔷薇"路径和强度预测精度的影响

基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),首先对2007年3次船舶辐射通量观测进行模拟,以检验WRF对长波和短波辐射通量的模拟能力,结果表明使用中国近海海洋环境数值预报系统环流模式POM(Princeton Ocean Model)模拟的高时空分辨率的海洋表层温度能够显著改进短波辐射通量的模拟,而对长波辐射通量模拟的改进不明显。然后,将业务化运行的中国近海海洋环境数值预报系统后报的逐时海洋表面温度(SST)作为WRF底边界条件,对2008年15号强台风"蔷薇"(Jangmi)过程进行了数值后报试验。结果表明,与使用NCEP/NCAR的SST试验后报的台风中心位置偏差相比,使用高时空分辨率的SST能够较为显著地改善"蔷薇"的路径模拟,台风中心位置模拟偏差减少11%,尤其在台风减弱阶段,台风中心位置模拟偏差减少37%。台风强度在台风发展的不同阶段对下垫面SST的变化敏感性不同。台风路径附近的海表面温度下降会导致海洋向大气输送的热量减少从而减弱台风强度。     

基于二阶斯托克斯波理论的辐射应力垂向分布

基于二阶斯托克斯波理论推导了辐射应力的垂向分布表达式,通过算例讨论了辐射应力在深水和有限水深条件下的垂向分布规律,并与基于微幅波理论的辐射应力进行了比较.结果表明,在波浪非线性不强时,基于二阶斯托克斯波理论的辐射应力与基于微幅波理论的辐射应力表达式计算结果接近;而当水深较浅波浪非线性较强时,基于二阶斯托克斯波理论的辐射应力在近表面处明显大于基于微幅波理论的辐射应力.采用二阶斯托克斯波理论推导的波浪辐射应力更为合理地反映了波浪非线性效应.     

太阳静日变化的特征分析

根据北京明陵地磁台2010年观测数据,采用磁静日数据,选用其特征值——日变幅度和相位,对太阳静日变化特征进行了初步分析,并用调和分析方法将其分解为3个周期的谐波分量。对地磁数据的分析处理具有一定的参考价值。     

内蒙古半干旱草原下垫面地表辐射特征

中纬度半干旱草原是全球陆地生态系统的重要类型之一,也是我国北方主要的地表类型,为深入了解我国半干旱草原区陆面对大气的辐射强迫,选取锡林浩特国家气候观象台2010年的辐射观测资料,分析了内蒙古半干旱草原下垫面地表辐射平衡各分量、地表吸收辐射和有效辐射以及地表反照率的日变化和季节变化规律,并与西北典型干旱区作了对比分析。结果表明：半干旱草原区太阳总辐射季节变化特征非常明显,季节平均日积分值由大到小依次为夏季、春季、秋季、冬季,年总量为6 036.64 MJ/m²,与黑河地区绿洲接近,明显小于戈壁和沙漠下垫面的值;半干旱草原地表反射辐射年变化趋势较为复杂,在4～10月由于下垫面植被和土壤类型、湿度等的差异,半干旱草原地表反射辐射月平均值低于黑河地区草地和荒漠的值,但高于农田的值;地表吸收辐射季节变化规律与总辐射保持一致;大气长波辐射年总量为8 155.23 MJ/m²,低于黑河地区草地、荒漠和农田下垫面的值,主要是由于半干旱草原区地理纬度较高,全年平均气温较低造成的;在植被覆盖较好的6～9月,半干旱草原区地表长波辐射月总量为4 532.14 MJ/m²,低于黑河流域的荒漠区,而高于草地和农田的值;半干旱草原区地表有效辐射年总量为2 398.75 MJ/m²,小于黑河地区沙漠和戈壁下垫面而大于绿洲;半干旱草原区地表反照率年均值为0.35,均大于西北干旱区不同下垫面,主要由于半干旱草原区冬春季地表积雪覆盖时间明显长于干旱区,可见,地表积雪对反照率的影响非常大。     

中国三种太阳辐射起始数据分布式模拟

天文辐射、干洁大气总辐射和湿洁大气总辐射是太阳辐射模拟的3种重要起始数据。依托Iqbal Model C和起伏地形下干/湿洁大气总辐射模型,实现了水平面和起伏地形下干/湿洁大气总辐射分布式模拟。以DEM数据作为地形的综合反映,结合常规气象资料,计算了水平面和起伏地形下中国1 km×1 km分辨率日天文辐射量、干洁大气总辐射量、湿洁大气总辐射量的空间分布,并对3种太阳辐射起始数据的时空分布特征做了对比分析。结果表明：3种辐射量均遵循随纬向变化的宏观分布规律;水平面干/湿洁大气总辐射量的分布体现了海拔的影响,水平面湿洁大气总辐射量的分布还体现了水汽分布的影响;起伏地形下的3种辐射量能很好的体现坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局部地形特征对辐射量的影响;以干/湿洁大气总辐射作为起始数据,将有助于提高太阳总辐射的模拟精度。     

同步辐射显微CT的人关节软骨三维成像研究

目的:探讨同步辐射显微CT(SR-μCT)相位对比技术成像研究人软骨细微组织结构的可行性。方法:3例直径约1mm,高度约4mm的圆柱状离体人软骨(正常1例,轻度损伤1例,重度损伤1例)样本,经4%甲醛溶液固定后行SR-μCT扫描,扫描后将原始投影图像相位恢复,切片重构及三维重建,而后与病理图片对照,对比分析SR-μCT图像的细胞形态,大小及排列方式;比较正常标本与软骨损伤标本的胶原原纤维网的改变。结果:SR-μCT重建图像可以清楚显示软骨细胞、软骨陷窝及排列方式,与病理切片高度吻合。经MIP重建,可以显示软骨基质内的胶原原纤维网,正常软骨呈垂直于软骨下骨面的平行排列,其横截面呈拱形网状,轻度软骨损伤标本纵向呈弯曲状排列,其横截面可见轻度塌陷,重度软骨损伤表现为横截面明显塌陷,纵切面纤维排列紊乱。结论:SR-μCT可实现软骨细胞水平的成像,经合适阈值处理,可以显示胶原原纤维网三维结构。      

CT轴扫描和螺旋扫描模式对颅脑急诊患者影像质量与辐射剂量的影响

目的:探讨CT轴扫描和螺旋扫描模式对颅脑影像质量和辐射剂量的影响,为颅脑急诊CT患者合理选择扫描模式提供依据。方法:20例患者,急诊CT扫描采用螺旋扫描模式,首次复查时采用轴扫描模式。管电压120kV,管电流290mA,球管转速0.8s,层厚5mm,间隔5mm,螺距0.969∶1,标准重建算法。测量脑灰质和脑白质CT值和背景噪声,计算SNR和CNR,并对图像噪声、颅底伪影、脑灰、白质对比显示情况进行主观评分,扫描后从CT剂量报告中调取辐射剂量值。两种扫描模式影像质量组间比较采用配对t检验和独立样本卡方检验。结果:轴扫描模式时脑灰、白质CT值分别为(38.02±2.23)HU和(27.01±1.72)HU,螺旋扫描时脑灰、白质CT值分别为(37.76±2.22)HU和(26.99±1.69)HU。CT轴扫描和螺旋扫描模式时,脑白质CT值、SNR和CNR差异没有统计学意义(P>0.05,t=0.045,0.119,0.502),图像噪声、颅底伪影、脑灰、白质对比显示主观评分结果没有统计学意义(P>0.05,χ2=3.142,0.0,3.159)。有效剂量在螺旋扫描模式时为66mSv,在轴扫描模式时为43mSv,但螺旋扫描模式扫描时间短,后处理重组图像对影像诊断有意义。结论:从影像质量和辐射剂量两方面考虑,对颅脑急诊患者CT检查时首选轴扫描模式,但对躁动不合作患者或体位不合作患者应选择螺旋扫描模式。