低轨道人造卫星(CHAMP、GRACE、GOCE)与高精度地球重力场——卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响

评述了卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响。为了更好地理解地球内部物理构造与海洋动力学，以及大陆，冰川和海洋的相互作用，改善现有地球重力场模型（包括精度和空间解析度）是非常重要的。IUGG等国际组织对此已经强调了很多年。最近，由德国的GFZ（GeoForschungsZentrum)，美国的NASA（National Aeronautics and Space Adminitration)以及欧洲宇航局ESA（European Space Agency)开发研制了最先进的地球监测技术－SST（Satellite-to-Sateilite Tracking)。其主要特点是利用现有的GPS连续追踪新发射低轨道卫星，并由低轨道卫星对地球重力场作精密观测。已经发射和即将发射的卫星有3颗：GHAMP（Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research an Application)已经于2000年发射；GRACE（Gravity Recovery and Climate Experimert)定于2002年发射；GOCE（Gravity Field and Steady-state Ocean Cirulation Explorer)计划2004年发射，它们可以统称为重力卫星。载有SST技术的人造卫星的主要目的是获得具有前所未有的高精度和高空间解析度的全球重力场和大地水准面模型，加强人们对地球内部构造的理解并为海洋和气象研究提供更好地参考。上述3个重力卫星工作在有明显区别的不同波谱内，它们有不同的科学应用，仅有一小部分重合。所以，就应用而言它们是完全互补的。它们在地球科学中的应用将是广泛的，特别对于固体地球物理学，海洋学以及大地测量学等领域，它们将会带来革命性的变化，其意义不亚于GPS。     

初轨计算中的病态分析

本文对现有初轨计算方法进行病态性分析与误差分析；研究结果表明：病态对现有初轨算法的影响，主要来源于法方程系数中包含观测误差．系数行列式愈大，定轨精度的损失愈多，当■被随机误差项△μ淹盖时，现有初轨算法将失效．此外，仿真结果还显示：■与△μ的大小还极大地依赖观测弧段的空间位置，当观测弧段包含近站点作为中点时，■最大，而■小，此时定轨精度较高；当观测弧段位于近站点的某一侧时，■小，而■大，此时定轨精度较低，观测弧段愈偏离近站点，病态影响愈大；因而在观测时，应尽量使观测弧段与近站点对称（此时μ值较大），这是提高短弧定轨的一种有效途径．     

关于改进的Encke方法中参考轨道的选择和校正

对于改进的Ｅｎｃｋｅ方法，选择适当的参考轨道是一个关键．然而，对于人造地球卫星长弧轨道计算，目前所给出的几种参考轨道均需要逐段校正，这将给定轨问题带来附加的复杂性．本文将仔细探讨如何选择参考轨道和减少校正次数．     

卫星星座与编队飞行问题综述

卫星应用的日益发展需要由多颗卫星组成的卫星系统(形成各种类型的星座)来替代单颗卫星，这就给卫星轨道力学的应用增加了一些新内容。重点阐述了卫星星座整体结构的演化、卫星星座编队飞行中的星-星相对几何构形及其保持问题，以及星座卫星定轨所涉及的测控方式和天地基网联合定轨问题。这些内容都是卫星星座轨道力学中的重要组成部分。     

任务轨道设计

本文首先说明太空任务与轨道设计的关系 ,接着介绍轨道的基本性质。从地球重力势的观点看各种常用的绕地轨道 ,包括地球和太阳同步轨道及Molniya轨道。从扰动的观点看常用的星际轨道 ,包括LISA、ASTROD、SOHO轨道。最后对星际轨道设计 ,说明二点边界值问题的数值解法、飞掠星体的应用、最佳化的考虑 ,并用以设计 2 0 1 5年发射的ASTROD初步任务轨道。     

Heat capacity and phase equilibria of wadeite-type K2Si4O9

The low-temperature heat capacity (C _p) of Si-wadeite (K₂Si₄O₉) synthesized with a piston cylinder device was measured over the range of 5–303 K using the heat capacity option of a physical properties measurement system. The entropy of Si-wadeite at standard temperature and pressure calculated from the measured heat capacity data is 253.8 ± 0.6 J mol⁻¹ K⁻¹, which is considerably larger than some of the previous estimated values. The calculated phase transition boundaries in the system K₂O–Al₂O₃–SiO₂ are generally consistent with previous experimental results. Together with our calculated phase boundaries, seven multi-anvil experiments at 1,400 K and 6.0–7.7 GPa suggest that no equilibrium stability field of kalsilite + coesite intervenes between the stability field of sanidine and that of coesite + kyanite + Si-wadeite, in contrast to previous predictions. First-order approximations were undertaken to calculate the phase diagram in the system K₂Si₄O₉ at lower pressure and temperature. Large discrepancies were shown between the calculated diagram compared with previously published versions, suggesting that further experimental or/and calorimetric work is needed to better constrain the low-pressure phase relations of the K₂Si₄O₉ polymorphs. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

一种计算台风风场的方法

揭示Ｒａｎｋｉｎｅ涡风场模式和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ风场模式之间的联系，并设计了一种台风风场分布模式，它的风速分布曲线落在Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ和Ｒａｎｋｉｎｅ涡两个风场模式的风速分布曲线之间，具有一个既优于Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ又优于Ｒａｎｋｉｎｅ涡的风速衰减速率，因此它同时克服了Ｒａｎｋｉｎｅ涡模式计算风速偏小和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ模式计算风速偏大的缺点，以一种比较合理的变化趋势向远方衰减，成为一个比较切合实际的台风风场分布模式。同时，文中提出的移行台风风场计算方法对宫崎正卫、上野武夫和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ模式都有一定的改进。     

Numerical and simplified methods for the calculation of the total horizontal wave force on a perforated caisson with a top cover

The VOF method and the k–ε model, combined with the equation of state of air at constant temperature, have been used to calculate the total horizontal wave force caused by monochromatic waves acting on a perforated caisson with a top cover. From comparison of various parameters, such as the total horizontal force, the pressure difference on the front wall, the pressure on the back wall and the pressure on the top cover, between the numerical results and test data, it can be seen that the numerical results agree well with the test data. It is concluded that the method described in this paper can be utilized to calculate wave forces acting on perforated caissons with a top cover in the case of nonovertopping, nonbreaking waves. A simplified method to calculate the total horizontal force has been developed, based on test data, using a least-squares method. A comparison between the numerical results and the values calculated from the simplified equations shows good agreement. Therefore the simplified equations can be used in engineering applications to evaluate the total horizontal force on a perforated caisson with a top cover.     

黑潮区台风域海-气热输送量的计算

根据1972和1974年经过黑潮区的两个台风个例,计算和分析了台风各部位在不同的海气条件下热量输送的垂直分布特点。表明,在台风前部信风带中,热量垂直输送限于700hPa以下,在1000hPa处有约167.47—209.34J/(cm~2·h)的最大值,700hPa以上热量向下输送;在台风中心区,热量输送量最大,在1000hPa处接近420J/(cm~2·h),在850hPa附近可能有热输送量的最大值,其上随高度减小;在台风后部偏南气流中,向上热输送量较小;各层最大值不超过84J/(cm~2·h)。     

斜坡提砌石护面厚度的计算

介绍了斜坡式防波堤砌石护面中的插砌条石和干砌块石在波浪作用下的力学图式及作用机理 ,重点给出考虑摩擦力作用时的砌石块体稳定厚度的计算公式 ,并结合工程实例验证了公式的适用性