Estimation prospects of the source number density of ultra-high-energy cosmic rays     

Hajime Takami  Katsuhiko Sato   《Astroparticle Physics》2008,28(6):529-539

We discuss the possibility of accurately estimating the source number density of ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) using small-scale anisotropy in their arrival distribution. The arrival distribution has information on their source and source distribution. We calculate the propagation of UHE protons in a structured extragalactic magnetic field (EGMF) and simulate their arrival distribution at the Earth using our previously developed method. The source number density that can best reproduce observational results by Akeno Giant Air Shower Array is estimated at about 10⁻⁵ Mpc⁻³ in a simple source model. Despite having large uncertainties of about one order of magnitude, due to small number of observed events in current status, we find that more detection of UHECRs in the Auger era can sufficiently decrease this so that the source number density can be more robustly estimated. Two hundred event observation above 4 × 10¹⁹ eV in a hemisphere can discriminate between 10⁻⁵ and 10⁻⁶ Mpc⁻³. Number of events to discriminate between 10⁻⁴ and 10⁻⁵ Mpc⁻³ is dependent on EGMF strength. We also discuss the same in another source model in this paper.  相似文献   

水平非均匀基流中行星波的传播   总被引：4，自引：0，他引：4       下载免费PDF全文

李艳杰  李建平 《地球物理学报》2012,55(2):361-371

行星波传播理论虽然已有很多研究,但是大多以纬向对称基流为主,无法解释东西风带之间相互作用的事实.鉴于此,本文从理论上系统讨论了纬向对称和水平非均匀基流中定常和非定常波动的传播特征.首先,对纬向对称基流中波动传播的周期特征进行分析后发现,西风中位相东传超长波周期大于30 d,而东风中位相西传超长波的周期则小于30 d.之后,从传播的空间以及周期特征等方面系统研究了水平非均匀基流中球面波动传播理论,得到以下结论:经向基流使得定常波可以穿越东风带,在南北两半球间传播,为东西风带之间的相互作用提供了理论解释;强的经向流使得波动传播具有单向性;亚澳季风区低层纬向1波呈低频特征.  相似文献   

中国热浪前期信号及其模式预报   总被引：8，自引：2，他引：6       下载免费PDF全文

丁婷  钱维宏 《地球物理学报》2012,55(5):1472-1486

在中国1979-2008年发生的87场区域干热浪事件中有83场区域干热浪事件可以在250 hPa层高度扰动场上追踪到前期信号.高度扰动信号的移动方向可分为低纬向西和中纬向东传播的两类,前期信号平均出现的时间为7天.中国南方热浪的前期信号,一部分(19%)来自低纬西北太平洋,平均提前4.6天,而大部分(81%)的前期信号来自欧洲和中国西北地区,可提前2-15天,这些信号沿中纬度自西向东移动到达100°E-110°E和40°N附近地区.中心位置发生在北方的区域干热浪事件,前期扰动信号都来自欧亚中高纬度.统计得到,250 hPa层的高度扰动达到120gpm与地面出现区域干热浪相对应的次数占41%.降低区域干热浪的定义标准,高度扰动作为前期信号的正确率会得到提高.在分析2003年中国夏季江南-华南大范围持续热浪事件的基础上,用欧洲中期天气预报中心的模式产品,对这次热浪500 hPa高度场做物理分解,结果发现模式对高度扰动的预报具有提前1-7天的预示能力.  相似文献   

南海海盆东北部内孤立波的地震海洋学研究          下载免费PDF全文

范文豪  宋海斌  张锟  许鹤翰  龚屹  孙绍箐 《地球物理学报》2020,63(7):2644-2657

以往利用地震海洋学方法发现的内孤立波大多在东沙岛附近,本文在南海海盆东北部首次利用地震海洋学方法发现了海盆中的内孤立波.通过叠前偏移观察该内孤立波细结构的变化,发现内孤立波波形在采集时间段内整体较稳定,内孤立波浅层反射相对深层变化较大.通过改进前人的方法,利用共偏移距道集叠前偏移剖面计算内孤立波视相速度.该方法比直接使用共偏移距道集拟合的共中心点-炮点对曲线线性更好,其计算的内孤立波视相速度为0.82m·s~(-1),内孤立波视传播方向为从NW向SE(172°N方向,0°指向北).  相似文献   

陆面模式中土壤和植被经验参数随机误差的传播研究   总被引：3，自引：1，他引：2  

梁晓  戴永久 《大气科学》2010,34(2):457-470

数据质量问题和模式参数化方案的非完备性是陆面模拟中不确定性的主要来源。本文将高斯误差传播原理 (Gaussian Error Propagation, GEP) 应用于通用陆面模式 (the Common Land Model, CoLM), 研究关键的植被和土壤属性参数随机误差在模式中的传播, 确定由此类误差导致的CoLM模拟的不确定性。结果表明: (1) 基于本研究给定的土壤和植被参数的不确定性, CoLM模拟的表层土壤温度、 土壤湿度和植被蒸散通量 (植冠蒸腾+地表蒸发) 的相对误差分别为0.11%、 34.07%和5.58%; 砂土和稀疏森林上模拟效果最差。土壤参数随机误差对CoLM模拟的影响高于植被参数, 而土壤水文参数 (孔隙率、 饱和基质势、 气孔尺寸分布指数和饱和导水率) 对各模拟量不确定性的贡献率均远大于热力参数 (饱和反照率和热容)。对于本研究涉及的所有模拟变量而言, 最关键的参数均是气孔尺寸分布指数b, 这可能与描述基质势与体积水含量关系的函数有关, 其次重要的是砂土的孔隙度和粘土的饱和导水率。混交森林上的根深分布和苔原上的动力学粗糙度对蒸散通量贡献显著。本身相对误差大的经验参数对CoLM模拟不确定性的贡献不一定多。 (2) 干燥条件下 (表层液态水饱和度小于0.1) 土壤温度的不确定性大; 相变发生时刻附近 (表层土壤温度在0℃附近且表层液态水含量大于0) 土壤湿度不确定性显著; 蒸散通量的不确定性随本身绝对值的增大而增大, 在相对温暖干燥环境中 (表层土壤温度高于280 K且表层液态水饱和度小于0.3) 其不确定性最高。研究证实, GEP能够辨识CoLM中需优先提高观测精度的关键参数和关键参数化过程, 对陆面模拟的参数选定、 不确定性评估和模式完善具有重要意义。  相似文献   

地震波形反演技术在砂泥岩薄互层结构表征中的应用          下载免费PDF全文

刘财  裴思嘉  郭智奇  符伟  陈树民  张宇生 《地球物理学报》2017,60(5):1893-1902

基于传播矩阵理论开发砂泥岩薄互层地震合成记录算法,与褶积算法、基于界面模型的Zoeppritz方法以及波动方程等方法相比,该方法更适用于具有复杂结构的薄互层模型,能够在充分考虑地震反射波动力学因素的同时不受网格间距的限制.基于正演算法开发了基于波形对比的砂泥岩薄互层地震反演技术,由地震反射波形特征的变化反演薄地层单元中砂体含量与空间位置等参数,进而确定薄互层段砂泥岩组合结构以及砂体的空间展布.理论模型验证了反演方法的有效性.通过测井分析建立薄互层地震地质模型,并将该技术应用于研究区实际地震数据,反演的砂体空间分布与测井资料进行对比分析,验证了反演方法的实用性.  相似文献   

梅雨锋上短时强降水系统的发展模态   总被引：4，自引：0，他引：4  

张小玲  余蓉  杜牧云 《大气科学》2014,38(4):770-781

利用2010、2011年5～7月我国东部地区梅雨锋盛行期的58次强降水个例,对产生短时强降水的中尺度对流系统回波演变模态及其系统特征进行了统计分析。本文中短时强降水特指小时降水超过30 mm。结果表明,与梅雨锋相伴的短时强降水系统回波演变模态主要为纬向型、经向型、转向型和合并型四类。纬向型、经向型和70%的转向型发展模态中中尺度对流系统（MCS）呈线状,合并型则主要为卵状。纬向型、转向型和合并型MCS以后向传播为主,但它们的生命史、移速和产生强降水持续时间有很大差别:纬向型生命史最长,强降水持续时间比转向型短;三类发展模态中转向型移速最快,生命史较纬向型短,但强降水持续时间最长;合并型移动最慢,生命史最短,强降水持续时间也最短。经向型MCS前向传播为主,移动最快,系统持续史短,约为纬向型的一半,30 mm h-1、50 mm h-1以上强降水持续时间约为转向型的1/3和1/5。纬向型MCS可向东或向南移动,经向型MCS通常向东或向西运动,合并型MCS可往任意方向移动,并且只有该发展模态中MCS会向北运动。虽然转向型MCS带来的短时强降水（尤其50 mm h-1以上）持续时间最长,经向型和合并型MCS产生短时强降水持续时间短,但四类发展模态中MCS的回波强度和回波高度的统计特征无明显区别。推测强降水持续时间可能与MCS的传播关系更加密切:经向型和合并型MCS前向传播占很大比重,生命史和产生的强降水更短;转向型和纬向型MCS的后向传播比重大,尤其转向型中不存在前向传播,对应短时强降水持续时间最长。  相似文献   

基于居民行为周期特征的城市空间研究   总被引：4，自引：1，他引：3  

钟炜菁  王德 《地理科学进展》2018,37(8):1106-1118

伴随着中国经济社会进入“新常态”的发展阶段,对城市存量空间的研究提出了更加精细化的要求,基于居民行为活动的周期规律对城市空间进行研究,进而提升城市空间的品质日益重要。随着信息通信技术的快速发展,使许多大数据的获取成为可能,并由于其低成本、即时、大样本等优势,在城市空间研究方面具有巨大的价值。以上海市中心城区为例,利用手机信令数据,探究居民活动的空间周期变化特征,并基于空间的周期特征曲线,采用相似性传播聚类算法进行空间分类。研究表明,居民活动有平日一日周期和平日加周末二日周期,与人的作息规律相符合。市核心区、城市副中心及主要就业中心,昼夜波动和平日周末活动强度的差异都较为明显。空间分类结果显示,城市活动空间的组织既体现出个体充分的空间能动性,也反映出对土地使用类型以及设施建设、投入程度的耦合性。上海市内环内核心区混合多样的用地模式使得活动区内居民活动内容丰富,周期特征功能区边界模糊。研究成果可为未来的城市空间规划提供指导,为城市空间结构、功能布置、设施布局等优化提供决策支撑和科学依据。  相似文献   

非坐标方法确定卫星时间信号的传递时延     

宋金安 《时间频率学报》1995,(1)

在卫星电视授时系统方案中，为确定标准秒信号从发射站经卫星到用户接收站的传播时延值，需要知道收、发地面站及卫星的坐标，所以，在高精度的卫星电视授时系统中，需要建立高精度的同步卫星定位同。本文提出在没有卫星定位同的条件下，用非坐标方法来确定卫星时间信号到用户的传递时延，其授时精度为几μｓ。  相似文献   

Echo intensity data as a directional antenna for observing processes above sloping ocean bottoms     

Hans van Haren 《Ocean Dynamics》2007,57(2):135-149

Relative ‘echo intensity’ data (dI) from a bottom-mounted four-beam 300 kHz acoustic Doppler current profiler (ADCP) are used to infer propagation of vigorous processes above a continental slope. The 3- to 60-m horizontal beam spread and the 2-Hz sampling allow the distinction of different arrival times t _i , i = 1,..., 4, at different distances in the acoustic beams from sharp changes in dI-content associated with frontal non-linear and turbulent bores or ‘waves’. The changes in dI are partially due to variations in amounts of resuspended material carried by the near-bottom turbulence and partially due to the fast variations in density stratification (‘stratified turbulence’), as inferred from 1-Hz sampled thermistor string data above the ADCP. Such bores are observed to pass the mooring up to 80 m above the bottom, having typical propagation speeds c = 0.15–0.5 m s⁻¹, as determined from dI(t _i ). Particle speeds in the immediate environment of a bore amount to |u|_env=c ± 0.05 m s⁻¹, the equality being a necessary condition for kinematic instability, whilst the maximum particle speeds amount |u|_max = 1.2–2c. The dI-determined directions of up-, down- and alongslope processes are all to within ±10° of the ADCP’s beam-spread averaged current (particle velocity) data.  相似文献