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由于测量与计算的难度,对热层垂直中性风的观测还很不够,这影响了人们对热层及热层-电离层耦合的认识.本文基于全天空法布里-珀罗干涉仪(FPI)对热层风场的观测,提出了一种反演垂直中性风的方法.利用该方法,对北极黄河站全天空FPI观测数据进行了垂直中性风的反演计算,结果表明,高热层与低热层的垂直风平均幅值分别在40 m·s-1和15 m·s-1,且垂直风日变化表现出明显的时间演变特性,且与地磁ap指数的变化有一定的相关性,在地磁活动强烈时,低热层垂直风会出现高达100 m·s-1的扰动,高热层甚至会达到300 m·s-1的扰动,这些特征与其他学者的观测结果相一致.本文方法不需要假设垂直风均值为零,也不用限制FPI的观测方位,可用于垂直风的反演. 相似文献
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本文采用高效集合卡尔曼滤波(EnKF)算法和背景场热层电离层理论模式NCAR-TIEGCM,开发了热层电离层数据同化系统.基于全球空地基GNSS电离层斜TEC观测、CHAMP和TIMED/GUVI热层参量观测构型设计了系列观测系统模拟实验,对热层参量进行估计.实验结果表明,(1)通过集合卡尔曼滤波算法同化电离层TEC观测能够较好地优化热层参量.(2)中性质量密度优化效果在整个同化阶段均有提升,提升百分比能达到40%.(3)积分氧氮比在同化阶段也能得到较好的优化,但在电子密度水平梯度变化剧烈区域效果较差.最后本文对中性质量密度进行了预报评估,结果表明,由于中性成分优化,在地磁平静条件下其预报时间尺度可长达24h. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
文章研究了基于理论模型TIEGCM的电离层热层同化预报系统,通过同化模拟的COSMIC掩星观测电子密度廓线,利用集合卡尔曼滤波方法和联合状态参数估计理论,优化估计了离子成分、中性大气温度、风场以及中性成分等背景参数.电子密度的误差统计结果显示,氧离子和中性成分对电子密度预报改善效果最佳,温度和风场较差.在同化期间离子成分、中性成分和温度的优化在12h内分别使电子密度的误差下降约30%、40%和10%.由于作用于不同的物理化学过程,中性成分、温度和离子成分影响的弛豫时间分别约为12h以上、6h和3h.同化9h以后中性成分的优化对电子密度预报的改善效果好于离子成分,这表明中性成分在电离层预报中是最重要的热层背景参数.实测数据同化结果显示,离子成分和中性成分均可使电子密度预报偏差减小约20%,并且中性成分的弛豫时间更长. 相似文献
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本文分析了氧绿线强度剖面的半宽度与氧原子密度剖面的观测值,表明氧绿线强度与氧原子密度的关系,不是如Chapman机制所要求的J∞N3（O）,而是J∞N2（O）。 相似文献
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随着人类空间活动的快速发展,地球低轨航天器数量迅速增长,近地空间变得愈发拥挤.因此,亟需采取有效措施预报低轨航天器的运行轨迹,以避免卫星碰撞等事件的发生.热层大气对航天器的拖曳作用,是造成其轨道衰减的重要原因.然而,由于热层数值模式存在诸多不确定性参数,以及太阳和地磁活动等外部驱动难以预测等多种因素,热层大气预报误差会... 相似文献
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2004年8月3日近地TC-1卫星在磁尾XGSM~－12RE的等离子体片内,观测到了伴随着高速流的低于离子回旋频率的波,即超低频波(ULF,Ultra Low Frequency).该波垂直分量的振幅在高速流及其振荡减速期间大致相当;而平行分量振幅在高速流时明显大于其振荡减速时. 利用一个扰动双流模型对完全磁化离子横场漂移驱动的电磁不稳定性计算后,预测结果表明:(1)对于垂直分量来说,横场漂移速度与Alfvén速度的比值影响不稳定性增长率和激发波频率,随其比值增加,增长率变大,激发波频率从负值增加到正值.(2)对于平行分量来说,温度各向异性时等离子体热速度与Alfvén速度比值只影响不稳定性增长率和激发波频率,未改变不稳定性模类别;而温度各向同性时离子横场漂移速度与Alfvén速度比值既影响不稳定性模的种类及其分支,又影响激发波频率.进一步将卫星观测到的等离子体密度、温度、整体流速和磁场代入模型方程,进行数值计算与上述预测结果对比后发现:卫星观测中垂直分量的功率谱密度(PSD,Power Spectrum Density)增强时间和频段与理论模型中由β//、β⊥和v⊥/VA引起不稳定性激发的波一致;卫星观测中平行分量的功率谱密度增强时间与理论模型基本相符,但是前者的频率明显地低于后者.因此,除了需考虑平行磁场的离子整体流速对不稳定性激发波频率的可能影响,还需要统计上进一步核实伴随有高速流的ULF波与不稳定性的相关性. 相似文献
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本文利用了小扰动方法、轨道法以及粒子的运动区域,比较系统地研究了带电粒子在中性线磁场中的运动。其结果是: 1.带电粒子的运动轨道可分为漂移轨道、波动轨道与8字形轨道三种形式。小扰动方法不能使用于中性线的区域内,在这个区域出现一个与小扰动漂移运动相反方向的运动。 2.在沿中性线方向的电场的作用下,中性线周围的部分粒子可以聚集到中性线附近。当粒子进入非小扰动区时,它们将被中性线磁场反射,并被电场加速。 3.计算出磁尾中性片的厚度为在这个区域内,大部分带正电的粒子的平均运动是沿晨昏方向,带负电的粒子的运动则相反。磁尾区出现一个等离子体中性片电流。 相似文献
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本文分析了1987年9月23日日环食期间,我国14个电离层站和1988年3月18日日全食期间两个站的垂测仪和偏振仪记录,并综合50年代以来历次日食电离层效应的观测结果,证实:1.E层和F1层光食效应明显,F2层动力学效应显著;2.f0F2存在日食日值大于、小于或等于控制日值三种典型情况;3.TEC食变曲线有凹陷和不凹陷两种典型情况,甚至出现日食日值大于控制日值的异常现象. 本文对F2层和外电离层的动力学特征作了定性讨论,认为:空间等离子体温度急剧下降和沿场扩散是F2层和外电离层日食效应的最主要因素;而磁赤道上空等离子体的沿场扩散、“喷泉”效应,热层风和全（环）食带方位是影响位于磁赤道异常区各电离层站日食电离层效应的主要因素. 相似文献
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在北京东北方向的兴隆天文台,自主搭建的大气辐射观测仪器对OH夜气辉从2011年12月开始进行观测.利用高分辨率的OH(8-3)带的振转光谱计算了转动温度,并与TIMED/SABER探测的温度进行了比较.观测表明,两年(2012—2013)的OH(8-3)带转动温度平均值为203.0±11.2K,有明显的季节变化,冬季高,夏季低,温差可达60K.与SABER观测温度的季节变化一致.对日平均的转动温度进行年振荡和半年振荡分量的拟合分析表明,年振荡强度(10.8K)远大于半年振荡(2.7K).研究还发现,不同夜晚转动温度变化形态差别很大,既有很强的潮汐控制的波动,又有相对短周期的波动. 相似文献
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利用高精度的ＭＴＳ材料实验系统，在１４７３－１６７３Ｋ的温度区间和可控热力学环境条件下，对［１００］ｐｃ和［１１０］ｐｃ两个方位的ＣａＴｉＯ3－钙钛矿单晶体进行了高温蠕变试验，着重观测了晶体结构相变和高温流变的相关性．研究表明，钙钛矿的晶体结构相变对其高温流变性质有明显影响，斜方晶系钙钛矿蠕变强度大大高于四方和立方晶系钙钛矿，后两者具有很强的高温塑性各向异性．在分析相变过程晶体结构变化特征和观测到的高温流变数据基础上，认为钙钛矿晶体结构相变中发生的位错结构的变化是导致其高温流变性变化的主要物理机制． 相似文献
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依据中国大陆科学钻探(CCSD)两口先导孔中地热测量和岩石样品热物性参数,对5000m深钻的可能钻遇温度进行了预测.先导孔中地温梯度介于1-26℃/km;岩石热导率变化为2.64-8.81W/(m@K),平均(3.4±1.26)W/(m@K);实测热流值为76-80mW/m2;30块岩石样品放射性生热率变化为(0.0-2.17)μW/m3,450m深度以上层平均(0.76±0.5)μW/m3,以下层段平均(0.48±0.2)μW/m3,生热率随深度递减,但变化趋势难以明确判定.分别对热流和热导率取上、下限,采用不同的生热率随深度的分布函数,区分考虑或不考虑热导率的温度相关性,分别计算出5000m深度内可能的温度分布剖面.计算结果表明,超深井于5000m垂直深度上的温度将达到110-140℃,2000m深度的探井钻遇温度将介于54-64℃.此外,考虑热导率的温度效应后预测的温度一般高于未考虑热导率温度效应5-8℃. 相似文献
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U. Beyerle W. Aeschbach-Hertig M. Hofer D. M. Imboden H. Baur R. Kipfer 《Journal of Hydrology》1999,220(3-4):169-185
Noble gas isotopes (3He, 4He, Ne, Ar, Kr, Xe), tritium (3H), chlorofluorocarbons (CFCs) and dissolved oxygen (O2) were seasonally measured in a small groundwater system recharged by infiltration of river water at Linsental, northeastern Switzerland. All Groundwater samples contained an excess of atmospheric noble gases (‘excess air’) usually with an elemental composition equal to air. The concentrations of atmospheric noble gases in the groundwater were used to calculate the excess air component and the water temperature at recharge. The noble gas temperatures (NGTs) in the boreholes close to the river vary seasonally, however, the average NGT of all samples lies close to the mean annual temperature of the river water. Groundwater ages were calculated using the tritium/helium-3 (3H/3He) dating method. The water ages of the samples obtained near the river depend on the amount of recently infiltrated river water and are young during times of active river discharge. In contrast, the mean water age of about 3 years of the deep aquifer remained nearly constant over the sampling period. The observed CFC-11 (CFCl3) and CFC-12 (CF2Cl2) concentrations are significantly higher than the atmospheric equilibrium concentrations and therefore CFCs do not provide any direct information on the residence time of the groundwater. Nevertheless, the CFC excess in the groundwater shows a linear increase with the 3H/3He age. Additionally, both accumulation of radiogenic He (4Herad) and O2 consumption are strongly correlated with residence time. All these correlations can be interpreted either in terms of mixing of recently infiltrated river water with older groundwater or in terms of accumulation/consumption rates. 相似文献
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按照地球膨胀学说进行全球构造动力物理模拟的相似性研究，得到了膨胀地球岩石层弹性球壳力学模型的方程分析相似准则和地幔物质沿膨胀裂谷通道上涌流动的方程分析相似准则．按照各相似准则的约束，计算得到了满足与膨胀地球原型相似的模型参数：膨胀初始半径为０．４６ｍ；原始岩石层的厚度、密度分别为３×１０－３ｍ和（１．２－１．８）×１０ｋｇ／ｍ３，其强度为１０４Ｐａ；原始地球膨胀内压为４．２５×１０４Ｐａ；原始地表重力为－１．２５×１０－２Ｎ／ｋｇ；上涌物质密度、粘度分别为１．２×１０２ｋｇ／ｍ３和２×１０２Ｐａ·ｓ；原始地幔物质上涌厚度、速度和加速度分别为２．５×１０－２ｍ，２．０×１０－３ｍ／ｓ和３×１０２ｍ／s2．由此表明材料物性等条件能够较好地满足原型要求的模型条件． 相似文献
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M. Roy-Barman C. Jeandel M. Souhaut M. Rutgers van der Loeff I. Voege N. Leblond R. Freydier 《Earth and Planetary Science Letters》2005,240(3-4):681-693
230Th, 232Th and 234Th were analyzed in sinking particles collected by moored and drifting sediment traps in the NE Atlantic Ocean (POMME experiment) in order to constrain the phase(s) carrying Th isotopes in the water column. It reveals a contrasted behaviour between 234Th and 230Th. 234Th is correlated to the particulate organic carbon suggesting that it is primarily scavenged by organic compounds in the surface waters. 230Thxs is correlated with Mn, Ba and the lithogenic fraction that are enriched in small suspended particles and incorporated in the sinking particulate flux throughout the water column. The lack of correlation between 230Thxs and CaCO3 or biogenic silica (bSi) indicates that CaCO3 and bSi are not responsible for 230Th scavenging in the deep waters of this oceanic region. 230Th is generally correlated with the lithogenic content of the trapped material but this correlation disappears in winter during strong atmospheric dust inputs suggesting that lithogenic matter is not directly responsible for 230Th scavenging in the deep waters or that sufficient time is required to achieve particle–solution equilibration. MnO2 could be the prevalent 230Thxs-bearing phase. The narrow range of Kd_MnO2Th obtained for very contrasted oceanic environments supports a global control of 230Thxs scavenging by MnO2 and raises the possibility that the 230Th–231Pa fractionation is controlled by the amount of colloidal MnO2 in seawater. 相似文献
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为了建立具有普遍适用性的上地幔电性结构,本文利用Kawai-1000t压机和Solartron IS-1260阻抗/增益-相位分析仪,在4.0~14.0 GPa、873~1673 K的条件下,采用交流阻抗谱法（频率范围10-1~106Hz）测量了不含水的地幔岩电导率.实验结果显示,岩石的电导率随温度升高而大幅度的增大;在较大的温度范围内岩石的导电机制发生了变化,中低温时为小极化子导电,此时激活焓为0.94 eV （±0.13） eV,激活体积为0.11（±0.92） cm3·mol-1,高温时为和镁空穴相关的离子导电,此时激活焓为1.6~3.17 eV,激活体积为6.75（±7.43） cm3·mol-1;本次测量的电导率比低压下岩石的电导率要高,比矿物的电导率也要高.用本次的实验结果回归计算得到Fennoscandian地区的上地幔的一维电导率剖面,发现200 km以上本次实验计算的结果和大地电磁测深的电导率剖面吻合的比较好,在200 km以下本次实验得到的要比野外测量的电导率稍稍高一点,可能是因为实验过程中没有完全避免水的影响.本次的实验结果比用有效均匀介质方法计算得到的pyrolite矿物模型的电导率要高出两个数量级,这样的结果显示只用一种矿物的电导率或是几种矿物理论计算的结果有一定的不合理性. 相似文献
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根据常用公式 h=Δi/10（I0-Ii）/s-11/2, 式中h为震源深度,Δi为烈度为Ii的等震綫半径,I0为震中烈度,S为一系数;取（1）式的对数得 logh=logΔi-1/2log[10（I0-Ii）/s-1], 按（2）式可以作成一量版,以同时測定h和s。利用这个量版測定了19个中国地震的s和h,結合文献[4]的資料,指出中国东部的s系数比西部的偏低;且当深度加大时,s系数加大。采用文献[1,5]的資料測定了61个地震的s系数,結果表明s的数值随深度的增加而加大,占与低速层的关系并不明显。 相似文献