宇宙中大尺度非线性结构

宇宙物质在大尺度上成团是宇宙学的基本问题.本文综述了金斯理论和泽利多维奇近似,指出:双成分自引力系统的非线性相互作用的动力学描述是大尺度成团的现代研究课题. 详述了过去在这个课题方面被我们获得的结果.表明:自引力系统的结构可由一组非线性藕合方程描写:扰动场能塌缩并形成类薄饼结构.在宇宙条件下,我们得到了星系团、超团和巨洞的特征尺度.     

银河系大尺度结构的统计分析

本文给出了在银道面第一象限中,原子氢气体HⅠ和CO分子及同位素分子~(13)CO发射之间的定量的大尺度相关分析。得到以下结论:(1)发射度E(~(13)CO)和E(~(12)CO),在l=11°—45°,b=0°大部分区域内总是线性相关的。(2)在内银道面第一象限内,不仅是在按简单几何划分的大部分区域,而且在按现存旋臂模型划分的一些特殊区域,HⅠ和CO发射也是大尺度线性非相关的。(3)看来CO发射度只在不多的几个区域中示踪HⅠ。但从平均-平滑E(HⅠ)和E(~(12)CO)的比较分析中,仍然难以确定分子云示踪HⅠ或可能由HⅠ形成的结论。     

三点相关函数研究进展

三点相关函数或傅里叶空间的重谱(bispectrum)是研究由引力不稳定性演化产生的大尺度结构非高斯性质的最低阶统计量。介绍了相关函数的基本理论知识;结合观测和数值模拟的测量结果,以及暗晕模型预言的三点相关函数,阐述了三点相关函数及其傅里叶变换的重谱的研究进展。     

安徽省区域性强浓雾气候特征及影响因子

根据强浓雾发生的同步性,可将安徽分为5个不同的区域。为了解安徽区域性强浓雾的演变规律及成因,首先利用1980—2019年安徽省68个资料完整的国家级气象观测站08时能见度、相对湿度和天气现象资料,探讨了各区域区域性强浓雾的判定标准,建立各区域40 a的区域性强浓雾日时序资料,分析了区域性强浓雾的年际和年代际变化趋势;然后利用2016—2019年77个国家级气象观测站逐时资料分析了不同区域区域性强浓雾的年变化、日变化及持续时间分布等特征;最后,探讨了冬季区域性强浓雾年际变化的成因。结果表明:（1）1980—2019年,沿淮淮北3个区域区域性强浓雾日数都有先升后降的变化趋势,转折点在2006/2007年;1980—2007年区域性强浓雾日数呈明显的上升趋势,应归因于气溶胶粒子浓度升高。年代际比较,各区域区域性强浓雾日数都是20世纪90年代或21世纪最初10年最多,21世纪第2个10年最少;各区域区域性强浓雾出现日数年际变化大,最少的年份0—1 d,最多年份可超过10 d。（2）2016—2019年,各区域年均区域性强浓雾日数14—17 d,主要集中在仲秋到仲春;持续1 h的强浓雾日占比最高,持续3 h的样本是另一个峰值;淮河以北2个区域年均区域性强浓雾日数最多、且持续时间达到3 h及以上的区域性强浓雾占比最高。（3）淮河以北冬季区域性强浓雾日数与降水日数、降水量、相对湿度和08时气温均呈较为显著的正相关,而与风速和小风日数相关不显著;沿江地区冬季区域性强浓雾日数主要受地面风速影响;而江南冬季强浓雾日数与各地面因子均不存在明显相关。（4）以1月为例,各区域区域性强浓雾日数都与纬向环流指数呈正相关,沿淮淮北3个区域区域性强浓雾日数都与东亚槽位置呈正相关,而与东亚槽强度相关不明显。说明纬向型环流、东亚槽位置偏东有助于安徽沿淮淮北形成强浓雾。进一步分析发现,雾多的1月海平面气压中40°N以北的1030 hPa等值线位置偏东（如在120°E以东）,近地层偏东风较强,地面湿度偏高。      

等离子天体物理学与现代等离子体宇宙观

现代科学表明宇宙中99%以上的可观测物质都处于等离子体状态,从小尺度的微观粒子动力学集体过程与能量转换机制到大尺度的宇宙等离子天体结构状态与爆发活动现象,都是等离子天体物理学的研究课题.从宇宙演化历史、大尺度结构形成以及爆发活动现象等方面,系统地论述了等离子天体物理学在现代天文学发展以及现代等离子体宇宙观形成中的重要作用.同时,结合空间卫星科学探测研究及其对现代天文学的巨大影响,进一步阐述了地球磁层和日球层等空间等离子体实地探测研究在等离子天体物理学研究中所扮演的“天然实验室”的独特作用.     

松原地区2012年冬季两次大到暴雪过程分析

本文通过对2012年冬季松原地区两场大到暴雪天气过程的总结分析可知,强降雪的产生。源源不断的水气供应是首要条件。其次冷暖空气交绥、大气斜压性加大为降水的产生提供动力条件。在产生大量级的降雪过程中,深厚且移动缓慢的低压系统相对浅薄的系统更为有利。     

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。