高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪应用现状和进展

对高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪基本特点及其用于环境、生物、地质样品中痕量元素的分析和RoSH检测等领域的应用现状予以介绍,并对二次靶与滤光片在痕量元素分析中的应用作了探讨。     

三分向台阵数据的偏振分析

给出了一种三分向地震台阵数据偏振分析的技术，并应用于挪威南部NORESS台阵三分向拾震器记录到的一大组区域事件。仔细分析了区域震相Pn、Sn和Lg的偏振性质。该技术基于Flinn(1965)最先提出的一种时域算法，通过解协方差矩阵的本征值问题，在滑动时间窗内计算偏振椭圆，由运动椭圆导出表征质点运动的各种属性。通过对不同拾震器的协方差矩阵求平均，把上述方法扩展到了由多个三分向拾震器组成的台阵情况，这样，当噪声和地方散射效应不相关时，可使方差估计减小1／M(M为拾震器数)。此方法的一个重要特点是穿过台阵相干波前的相速度不需要有很高精度。数据分析的重要结果为：在整个短周期频带内，很好地确定了Pn和Sn的偏振；由Pn和Lg波动获得了源方位的估计及Sn和Lg波独特的偏振属性使得在多数情形下能把这些震相区别出来。     

玄武岩的多角度偏振反射光谱研究

该文研究玄武岩在2π空间的多角度反射光谱、偏振反射光谱特征。实验测定了玄武岩在2π空间上反射光谱、偏振反射光谱与光线入射角、探测角、方位角、波段、偏振性等因子之间的关系。结果表明：1)光线入射角对玄武岩的反射光谱、偏振反射光谱影响很大；2)空间水平方位角对光谱具有偏振(极化)特征。空间竖直探测角的影响是随着光线入射角的不同而显著影响着玄武岩的波形曲线特征；3)波段的不同，影响着玄武岩反射光谱、偏振反射光谱吸收能量的大小，但不显著影响玄武岩的空间波形曲线特征。     

Two-Component Multi-Parameter Time-Frequency Electromagnetics

The two-component multi-parameter time-frequency electromagnetic method, used for the development of oilfields,makes use of both the traditional individual conductivity parameters of oil-producing layers and the dispersion information of the conductivity, i.e., the induced polarization parameter. The frequency-domain dispersion data is used to delineate the contacts between oil and water and the time domain dBz/dt component is used to estimate the depths to the un-known reservoirs so as to offer significant data in many aspects for oil exploration and detection.     

用垂直高分辨率探空资料分析北京上空下平流层重力波的统计特性

根据北京市观象台新一代无线电探空垂直高分辨率资料研究北京地区下平流层(17~24 km)惯性重力波活动的季节变化特征. 根据风速以及温度之间的偏振关系来分析重力波的一些重要参数. 结果表明: 1) 波动能量有明显的季节变化, 夏季弱(动能3.5 J/kg, 潜能1.8 J/kg), 冬季强(动能10.6 J/kg, 潜能3.6 J/kg), 全年的动能与潜能比的平均值为2.6; 纬向与经向扰动速度之均方根大小基本一致, 表明下平流层重力波能量在水平方向上是各向同性的. 2) 垂直波长主要集中在1.5~3 km之间, 占所有样本的80%以上, 平均值大致为2.3 km; 水平波长主要集中在100~800 km之间, 平均值为445 km左右; 水平波长与垂直波长之比大约200︰1. 3) 在拟合偏振椭圆前, 采用带通滤波保留垂直波长在1.5~3 km之间的波, 估计得到的固有频率主要集中在1f~3.5f之间(f为科氏参数), 平均值为2f, 相当于周期9 h左右. 4) 重力波能量主要向上传播, 上传重力波出现频率在90%以上; 水平传播方向有一定的不均匀性, 但不是很强, 主要方向为西北方向.     

斐济一汤加地幔过渡带的地震波各向异性

论述了一个不常见的、明显的过渡带(TZ)各向异性的实例，证据来自于许多比垂直偏振剪切波(SV)早到3S的水平偏振剪切波(SH)。各向异性区与远离活动俯冲带及已知的纵、横波速度横向非均匀体边界的深震相关。我们把这一各向异性区解释为与岩石层残骸中的巨大岩石异常体有关的强组构，这个巨大的岩石异常体悬浮并滞留于过渡带中。冷板块的快速俯冲非常适合于这种组构的形成，因此板块穿透到下地幔并不能普遍发生。     

偏振激发能量色散X荧光法在地球化学分析中应用及其与波长色散X荧光法的比较

偏振激发能量色散X射线荧光光谱(P-EDXRF)技术是20世纪末出现的新分析技术。国内采用X-Lab2000型仪器的初步研究表明，在总计数时间为600秒时，可以对近30种元素进行定量，检出限为0．5-30μg／g，与国际上发表的文献值基本一致。本工作通过约100个实际样品分析，并与波长色散X射线荧光法(WDXRF)分析结果的比较，对P-EDXRF的分析性能进行了评价。与WDXRF相比，P-EDXRF法具有分析速度快、设备购置费用低、运行成本低、全谱同时采集(有利于发现元素含量异常)等优点，因此特别适合地球化学填图样品的快速分析。而WDXRF在精度要求较高的分析中更具竞争力。     

双线偏振雷达资料在数值模式中的应用: 模拟器的构建

基于Rayleigh-Gans散射原理构造一个S波段双线偏振雷达模拟器。模拟器考虑了云冰、雪、雨和雹4种水凝物,以水凝物的混合比和数浓度以及水凝物粒子的轴比、相对介电常数、下落倾角为输入量,计算得到水平/垂直偏振反射率因子、差分反射率、比差分相位等偏振量。通过二维理想飑线模拟的试验结果表明,模拟器合理地再现了二维理想飑线系统成熟期的主要偏振特征:雹的反射率较高,差分反射率较低(又称Zdr洞);对流云区的Zdr柱;层云区的反射率和比差分相位的0℃层亮带特征;雨滴反射率与差分反射率因子的“雨线”统计特征。利用该模拟器建立了模式变量和偏振雷达观测的联系,有助于未来将偏振雷达观测资料应用于模式预报效果评估及对流尺度资料同化等方面的研究和应用。      

利用双线偏振雷达分析人工防雹作业效果

以北京市平谷区2011年6月11日防雹作业为例,利用双线偏振雷达资料,选取与作业区条件十分接近的云块为对比区,根据回波移动方向和速度,跟踪分析在不同高度上防雹作业前后云体宏观结构特征和粒子相态等微物理变化过程。作业后云体所呈现特征为:1作业区的云顶高度、强回波中心高度迅速下降,对比区变化不明显;2作业区水平反射率Zh减小,差分反射率Zdr、零相关系数ρhv增大,单位差分传播相移Kdp小范围内波动,对比区Zh、Zdr、Kdp变化不明显;ρhv增大;3作业区对流减弱,高层较大冰雹粒子、大雨滴下沉明显,最终以霰粒子为主;而对比区域则对流仍然旺盛,冰雹粒子有增多趋势。以上特征表明防雹作业可有效抑制冰雹胚胎成长为冰雹的过程,通过偏振雷达观测参量可对防雹作业效果进行较好的验证。     

结合Ka和X波段双偏振雷达对北京一次锋面降雪过程雪带的观测分析

本文设计了中国科学院大气物理研究所位于同一观测站内的一部单发双收Ka波段双偏振雷达和一部双发双收X波段双偏振雷达高效结合观测的方法,并首次将Ka和X波段双偏振雷达结合应用在降雪过程的观测中,对2019年2月14日锋面气旋系统在北京地区降雪过程中雪带的形成、发展、消亡过程的宏微观结构进行了分析。结果表明,雪带的垂直结构符合以往对层状云垂直分层的物理认识,类似但不同于雨带由凝结增长层、丛集层、淞附层、融化层组成的四层结构,雪带只包含由上层“播种”至下层的冰晶形成的凝结增长层、丛集层和淞附层三层。由于各层水平风速不同,雪带的三层结构并非垂直排列。多个雪带不断生成发展维持降雪,直至冰晶凝结生长层变空,云从冰晶凝结生长层分裂为多层云后各自消散。证明了Ka和X波段双偏振雷达结合的必要性和高效性,丰富了对锋面气旋系统雪带的认识,补充了Ka波段和X波段雷达对降雪的观测研究。