宇宙线的超新星遗迹起源     

张轶然  刘四明 《天文学报》2019,60(5):63-84

宇宙线的起源是高能天体物理的核心问题之一.一直以来,超新星爆发被认为是能谱膝区以下宇宙线的主要来源.多波段观测表明,超新星遗迹有能力加速带电粒子至亚PeV (10~(15)eV)能量.扩散激波加速被认为是最有效的天体高能粒子加速机制之一,而超新星遗迹的大尺度激波正好为这一机制提供平台.近年来,一系列较高精度的地面和空间实验极大地推动了对宇宙线以及超新星遗迹的研究.新的观测事实挑战着传统的扩散激波加速模型以及其在银河系宇宙线超新星遗迹起源学说上的应用,深化了人们对宇宙高能现象的认识.结合超新星遗迹辐射能谱的时间演化特性,构建的时间依赖的超新星遗迹粒子加速模型,不仅能够解释200 GV附近宇宙线的能谱反常,还自然地形成能谱膝区,甚至可以将超新星遗迹粒子加速对宇宙线能谱的贡献延伸至踝区.该模型预期超新星遗迹中粒子的输运行为表现为湍流扩散,这需要未来的观测以及与粒子输运相关的等离子体数值模拟工作来进一步验证.  相似文献   

透明胞外聚合颗粒物碳输运新途径   总被引：2，自引：1，他引：1  

孙军  郭聪聪  张桂成 《海洋学报》2019,41(8):125-130

目前大家普遍认为，透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles，TEP)因其独特的凝聚效应导致碳通量向海底输出。但是，近几年的研究表明TEP不仅影响了碳沉降途径，其本身能够悬浮甚至向海水表层迁移，导致其在海洋微表层(Surface Micro-layer, SML)积累，最终显著影响海洋表层碳通量。TEP和其他颗粒物聚集形成凝聚物后，其运动趋势则由凝聚物中TEP的含量占比，即最终颗粒物密度所决定。一个新的值得注意的现象是，密度低的TEP通过与其他微粒聚合形成表面活性物质(Surface-active Substances, SAS)，会在海洋–大气界面形成薄膜，显著影响海–气CO₂交换通量，甚至对全球气候变化造成影响。  相似文献   

Application of computational fluid dynamics simulation for submarine oil spill     

YANG Zhenglong  YU Jianxing  LI Zhigan  CHEN Haicheng  JIANG Meirong  CHEN Xi 《海洋学报(英文版)》2018,37(11):104-115

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东海PN断面透明胞外聚合颗粒物分布特征及来源研究     

舒逸  张桂成  孙军 《海洋学报》2018,40(8):110-119

透明胞外聚合颗粒物（TEP）是凝聚网的重要组成部分甚至核心，在微尺度范围上形成了水环境结构的重要梯度，对于元素地球化学生物循环、碳沉降以及食物网有着举足轻重的作用。本文研究了东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物的分布特征及来源。结果表明:东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物含量介于28~376 μg Xeq./L之间，平均值为（115±67）μg Xeq./L；呈现出明显的夏季 > 冬季 > 秋季 > 春季的季节变化特征以及近岸 > 外海和底层 > 表层的分布趋势。通过对比透明胞外聚合颗粒物分布趋势和硅藻、甲藻分布趋势以及统计分析得出，东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物主要来源于硅藻，甲藻贡献不大；而外海TEP的来源可能主要由超微型浮游植物贡献。  相似文献   

Numerical modelling of aeolian erosion over a surface with non‐uniformly distributed roughness elements          下载免费PDF全文

B. Furieri  J. L. Harion  M. Milliez  S. Russeil  J. M. Santos 《地球表面变化过程与地形》2014,39(2):156-166

The present study is focused on the analysis of the mean wall friction velocity on a surface including roughness elements exposed to a turbulent boundary layer. These roughness elements represent non‐erodible particles over an erodible surface of an agglomeration of granular material on industrial sites. A first study has proposed a formulation that describes the evolution of the friction velocity as a function of geometrical parameters and cover rate with different uniform roughness distributions. The present simulations deal with non‐uniform distributions of particles with a random sampling of diameters, heights, positions and arrangements. The evolution (relative to geometrical parameters of the roughness elements) of the friction velocity for several non‐uniform distributions of roughness elements was analysed by the equation proposed in the literature and compared to the results obtained with the numerical simulations. This comparison showed very good agreement. Thus, the formulation developed for uniform particles was found also to be valid for a larger spectrum of particles noted on industrial sites. The present work aims also to investigate in detail the fluid mechanics over several roughness particles. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

地下工程涌水涌砂诱发的沉降试验研究     

刘成禹  张翔  程凯  陈博文 《岩土力学》2019,40(3):843-851

针对地下工程中涌水、涌砂诱发的沉降问题，设计了一套可以改变涌口直径模拟水、砂涌出的可视化试验装置，对不同厚跨比及砂土中不同细颗粒含量下涌水、涌砂诱发的沉降规律进行了研究。试验结果表明：当厚跨比大于某一数值时，砂土中无论细颗粒含量多大，土体均不会发生沉降；当厚跨比在一定范围内、细颗粒含量小于某一数值时，土体会发生沉降，大于该数值后，土体会发生溃砂；溃砂发生的临界细颗粒含量与厚跨比初期呈抛物线上升关系，后期保持水平；当厚跨比小于某一数值时，砂土中无论细颗粒含量多小，均会发生溃砂；圆形涌口涌水、涌砂诱发的沉降在平面上呈圆形，剖面上近似二次曲面；土体溃砂后的沉降范围与沉降曲面的形状破坏角有关，沉降曲面的形状破坏角大致比土体天然休止角大9o。  相似文献   

风云三号C星SEM高能粒子数据检验及应用     

李嘉巍  黄聪  于超  张贤国  王春琴  张效信  曹光伟  孙越强 《遥感学报》2018,22(1):76-86

风云三号C星(FY-3C卫星)空间环境监测器(SEM)可监测轨道高度上的高能带电粒子(质子、电子和重离子)辐射环境及其引起的辐射剂量和表面充电等空间天气效应,是空间天气监测预警业务不可或缺的自主数据源之一。为验证FY-3C卫星高能粒子探测数据的有效性,需开展数据的定量检验工作。本文采用与同类卫星同类数据进行交叉比对的方式来进行检验。首先,根据一定的假设条件,对比对数据进行归一化处理,尽量消除不同卫星间观测时间、空间(星下点经、纬度和高度)、方向和能量范围等差异对高能粒子分布的影响,然后进行比对,最后计算比对数据间的相关系数、斜率和标准偏差等统计参数,并据此评价比对数据的一致性。通过空间天气平静期高能质子和高能电子与NOAA-18和FY-3B卫星数据的交叉比对可以看出,FY-3C卫星高能粒子数据与比对卫星数据具有较好的一致性。由于工作原理和技术指标相同,FY-3C与FY-3B卫星高能粒子数据的一致性更好,也证明了载荷技术状态的稳定性。通过对太阳质子事件和高能电子暴的观测实例证明,FY-3C卫星高能粒子数据能够准确地反映空间天气扰动事件的特征和强度。以上结果表明,FY-3C卫星高能粒子数据可信度较高,能够用于空间天气监测、预警以及研究工作。  相似文献   

秦皇岛外海低氧区颗粒物吸收光谱特征     

于廉涛  张桂成  杨伟  赵亮  李梦婷  宋贵生 《海洋与湖沼》2024,55(1):107-117

近年来, 渤海夏季低氧现象频发, 引起了人们的广泛关注。然而对该海域低氧形成的机制还未得到充分认识。研究基于在秦皇岛外海的现场观测, 分析了海水中颗粒物吸收光谱特征及其与不同粒径浮游植物叶绿素a (chl a)组成、环境因子的关系, 评估了夏季底层水体脱氧过程中有机物来源与特征。结果显示,夏季秦皇岛外海微型浮游植物chl a占总量的80%。表层水体中, 总颗粒物吸收光谱[a_p(l)]特征由浮游植物色素吸收光谱[a_ph(l)]主导, 在中、底层水体中则由碎屑颗粒物吸收光谱[a_d(l)]主导。垂向上, a_p(440)和a_d(440)均表现为表层<中层<底层。结果还表明, 浮游植物粒径主导秦皇岛外海chl a的光吸收效率, 即a^*_ph(440)。基于三粒级chl a含量, 可利用多元回归预测a_ph(440)。碎屑颗粒物的吸收光谱同样受浮游植物群落、有机质相对含量等的影响。研究结果表明初级生产产生的微型颗粒有机物是底层水体脱氧的主要底物。  相似文献   

Rapid screening of Zr-containing particles from Chang’e-5 lunar soil samples for isotope geochronology: Technical roadmap for future study     

《地学前缘(英文版)》2022,13(3):101367

New samples returned by China Chang’e-5 (CE-5) mission offer an opportunity for studying the lunar geologic longevity, space weathering, and regolith evolution. The age determination of the CE-5 samples was among the first scientific questions to be answered. However, the precious samples, most in the micrometer size range, challenge many traditional analyses on large single crystals of zircon developed for massive bulk samples. Here, we developed a non-destructive rapid screening of individual zirconium-containing particle for isotope geochronology based on a Micro X-ray fluorescence analysis (µXRF). The selected particles were verified via scanning electron microscopy (SEM), 3D X-ray microscopy (XRM), and focused ion beam scanning electron microscopy (FIB-SEM) techniques, which showed that zirconium-bearing minerals with several microns were precisely positioned and readily suitable for site-specific isotopic dating by second ion mass spectrometry (SIMS). Such protocol could be also applicable in non-destructively screening other types of particles for different scientific purposes. We therefore proposed a correlative workflow for comprehensively studying the CE-5 lunar samples from single particles on nanometer to atomic scales. Linking various microscopic and spectromicroscopic instruments together, this workflow consists of six steps: (1) single-particle selection with non-destructive µXRF technique, (2) 2D/3D morphological and structural characterization with a correlative submicron 3D XRM and nanoscale resolution FIB-SEM imaging methods, (3) SEM analysis of the surface morphology and chemistry of the selected particle, (4) a series of microscopic and microbeam analyses (e.g., SEM, electron probe microanalysis, and SIMS) on the cross-section of the selected particle to obtain structural, mineralogical, chemical, and isotopic features from the micron to nanometer scale, (5) advanced 2D/3D characterization and site-specific sample preparation of thin foil/tip specimens on a microregion of interest in the selected particle with FIB-SEM technique, and (6) comprehensive analyses on the FIB-milled specimens at nanometer to atomic scale with synchrotron-based scanning transmission X-ray microscopy, analytic transmission electron microscopy, and atom probe tomography. Following this technical roadmap, one can integrate multiple modalities into a uniform frame of multimodal and multiscale correlated datasets to acquire high-throughput information on the limited or precious terrestrial and extraterrestrial samples.  相似文献   

青藏铁路填土路基热-力耦合离散元研究     

石梁宏  李双洋  尹楠 《冰川冻土》2021,43(1):195-203

多年冻土是含有冰的特殊土体,在自然环境变化及工程扰动下易发生冻胀融沉变形,严重威胁着青藏高原工程建筑物的安全稳定,特别对青藏铁路的畅通运营提出了严峻挑战。以青藏铁路五道梁地区路基断面为研究对象,采用颗粒离散单元法,通过建立热-力离散元计算模型,对路基的温度场和变形进行了计算和预测。结果表明：离散单元法克服了有限元方法无法模拟颗粒间导热与接触粘结作用的瓶颈,能够从微观层面阐释宏观变化,较为真实地反映冻土的导热和力学变形;离散单元法数值计算分析发现,随着运营时间的增加,路基存在冻土退化问题,而且路基中颗粒间热交换复杂,在0 ℃等温线区域和路基坡脚处,颗粒间相互作用更为突出。热-力耦合离散元为冻土工程研究提供了新思路,可更好地为寒区工程服务。  相似文献