1 安徽理工大学电气与信息工程学院, 安徽 淮南 232001
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
利用 OMI 每日 L3 级 O3 柱总量数据对中国区域 2005-2020 年间臭氧柱总量变化趋势开展研究, 构建了相关数据库, 并基于数据筛选和数据挖掘分析了该期间中国区域臭氧柱总量与纬度和经度的相关性。结果表明, 在 2005-2020 年间, 中国区域上空的臭氧柱总量随纬度增大而增大, 而其与经度的关系受纬度值影响。当纬度大于特定阈值时, 臭氧柱总量随经度增大而增大; 而当纬度小于该值时, 臭氧柱总量由西向东基本保持稳定。研究结果对于揭示中国区域臭氧柱总量变化规律、进一步分析全球臭氧变化趋势具有重要意义。
臭氧柱总量 时空分布 经纬度 变化趋势 total ozone column amount temporal and spatial distribution longitude and latitude variation trend 大气与环境光学学报
2021, 16(6): 495
1 华南理工大学电力学院，广东 广州 510640
2 广东省能源高效低污染转化工程技术研究中心，广东 广州 510640
本文采用CO2激光器作为加热源，研究固体燃料（煤和桉树）颗粒在氩气气氛下的快速热解过程。将激光诱导击穿光谱（LIBS）技术应用于热解产物（包括C、H、O、CN和C2）的时空分布特性研究。实验结果表明，煤和桉树的热解过程均呈现两个阶段，即脱水脱吸附阶段和大分子分解阶段。在脱水脱吸附阶段，桉树热解析出的含碳氮组分明显多于煤；在大分子分解阶段，桉树各元素析出的峰值时间明显晚于煤，同时桉树析出的挥发分组分中H和O占比更大，而煤析出的挥发分组分中CN和C2占比更大。从残余能量和H光谱强度值与C光谱强度值的比值可以看出，两者的变化规律呈现较好的一致性，证明焦油等大分子组分分布更靠近燃料表面，小分子气体组分的浓度随着高度的增加而增大。
光谱学 激光诱导击穿光谱 固体燃料 快速热解 时空分布 析出特性 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1730002
1 安徽省环境科学研究院, 安徽 合肥 230071
2 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室, 安徽 合肥 230026
利用合肥市 10 个国控站点 2019 年臭氧 (O3) 浓度数据, 采用数理统计和回归分析方法研究 O3 时空分布特征及气象因子的影响。结果表明: (1) O3小时及月均浓度均呈单峰型, 6 月份达到峰值; (2) 董铺水库和高新区站点 O3 对污染天气的贡献率相对较高, 贡献率均超过 10%; (3) 2019 年超标时次较多的站点为董铺水库和高新区, 且出现在夏季; (4) 温度、相对湿度和太阳总辐射与 O3 浓度呈正相关, 温度在 30～35°C、 相对湿度在 40%～50% 和太阳总辐射在 800～1000 W·m－2 时 O3 浓度达到最高值; 风速在 4～4.5 m·s－1 时外源输送较强烈, O3 浓度较高; 降水对 O3 前体物有清除作用, O3 浓度越高, 降水的清除作用越明显。
合肥市 臭氧 时空分布 气象因子 Hefei City ozone temporal and spatial distribution meteorological factors 大气与环境光学学报
2021, 16(4): 339
氧化亚氮是一种重要的温室气体和臭氧损耗物。 利用热红外反演大气温湿廓线, 由于大气氧化亚氮含量较少且变化幅度不大, 一般都当作常量处理。 但是在反演氧化亚氮时, 由于大气温湿廓线和地表温度等参数相对氧化亚氮变化较大, 可能很小的扰动就会覆盖掉氧化亚氮的吸收信号。 因此有必要在上千个通道中, 选取信噪比最高的通道, 反演分析氧化亚氮浓度的时空变化特征, 进而掌握我国氧化亚氮浓度的变化规律, 为研究我国氧化亚氮排放对气候变化的贡献, 制定合理的氧化亚氮减排政策等, 提供可靠数据支撑。 采取一种优化后的最优敏感廓线通道选取法, 利用AIRS数据, 基于最优估计法反演氧化亚氮浓度, 与TCOON观测网中加拿大站点进行比对, 结果显示卫星遥感与地面观测结果一致性较好, 相关系数r为0.73, 该算法可以推广到IASI和CrIS等热红外高光谱数据, 使对氧化亚氮的观测数据增加到20多年, 这种长时间序列的产品是对目前地面观测的有效补充。 在氧化亚氮反演验证的基础上分析了我国氧化亚氮的年均值变化和月均值变化情况, 以及它的空间分布特征。 时空变化结果显示, 我国氧化亚氮浓度在低纬度地区浓度相对较高, 每年在华南地区的夏季达到峰值, 月度间变化幅度较大, 相比于月度变化, 年度之间的变化幅度相对较小。 监测结果同时显示, 印度、 巴基斯坦等国在紧邻我国地区, 夏季氧化亚氮浓度较高, 因此我国氧化亚氮浓度的时空变化特征除本地排放贡献外, 也有一定的外部区域传输影响。
热红外数据 氧化亚氮浓度 时空分布特征 Thermal infrared data Nitrous oxide concentration Temporal and spatial distribution characteristics
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥230031
2 安徽理工大学 电气与信息工程学院, 安徽 淮南232001
大气辐射传输的计算精度在很大程度上依赖于大气参数的精度。建立局地的大气参数模式在光电工程的大气传输计算中将有重要应用。利用目前可获得的探空数据、卫星观测数据、地面站点的观测数据初步建立了我国不同地域的大气参数模式, 包括地面至120 km高度的温度、湿度、气压的逐日、逐月、逐年高度分布廓线、地面能见度的月平均分布, 覆盖我国91个气象探空台站。并把这些大气参数模式用在通用大气辐射传输计算软件（CART）中计算大气透过率和大气背景辐射。文中展示了5个台站的大气参数时空分布以及用CART计算的大气窗口波段的透过率、大气热背景辐射逐月分布及其在我国地域的空间分布。
大气参数模式 辐射传输 计算 时空分布 atmopsheric parameters model radiatvie transfer calculation temporal and spatial distribution 红外与激光工程
2019, 48(12): 1203001
1 中国海洋大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266100
2 国家海洋局第一海洋研究所, 山东 青岛 266061
基于黄河口海域实测数据,建立了利用745 nm(模型1)和680 nm(模型2)波段遥感反射率的颗粒有机碳(POC)浓度反演模型,得到的平均相对误差(APD)均低于26%,其中模型1表现更优。结合海洋水色成像仪(GOCI)影像和实测数据对两个模型进行了精度评估,平均相对误差均在30%以内。基于所建立的模型和卫星遥感影像,分析了逐时、大风过程(几日之间)、季节变化三种情况下黄河口海域POC浓度的时空变化特征。结果表明,冬季POC浓度整体较高,夏季POC浓度整体较低;渤海湾附近出现POC浓度最高值。三种情况下,POC浓度的变化范围在同一尺度上,表明短时间间隔并不意味着POC浓度变化范围也小,其季节平均效应是显著的。
海洋光学 颗粒有机碳 遥感反演 黄河口 时空分布
1 中国辐射防护研究院, 山西 太原 030006
2 核工业西南物理研究院, 四川 成都 610225
为了开展托卡马克装置边缘相关物理问题的研究及汤姆逊散射对电子温度、电子密度更为精确的测量，初步建立了具有高时空分辨的近红外轫致辐射测量系统，并测量了其在不同加热条件下的近红外轫致辐射信号。通过与可见光波段及X 射线的轫致辐射信号进行对比分析，验证了系统的可行性。该诊断观测了HL-2A 极向截面的整个空间，15 道观测弦以极向截面的中平面为轴对称分布，通过Abel 反演得到了近红外轫致辐射信号的空间分布趋势。
测量 托卡马克等离子体 轫致辐射 近红外光谱 时空分布 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 111201
1 沈阳理工大学 装备工程学院, 沈阳 110159
2 北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081
为了研究超高速碰撞产生等离子体的粒子能量对航天器电路中元器件的毁伤，获得超高速碰撞产生等离子体粒子能量的时空分布特性是十分必要的。基于超高速碰撞产生稀薄等离子体中带电粒子的运动速度、等离子体的扩散特点，推导出等离子体的粒子能量密度与带电粒子密度及带电粒子运动速度的关系式。进而通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析，利用Matlab编程得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云物理过程中，等离子体的粒子能量密度与带电粒子持续时间及被测点到碰撞点距离的时空分布规律。
超高速碰撞 等离子体 能量密度 时空分布 hypervelocity impact plasma energy density temporal and spatial distribution 强激光与粒子束
2013, 25(11): 3025
1 沈阳理工大学 装备工程学院, 沈阳 110159
2 北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081
为了获得超高速碰撞产生等离子体粒子密度的时空分布特性，利用点电荷电场的1维理论模型，综合运用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和麦克斯韦方程，推导出了等离子体在膨胀过程中粒子密度的时空分布规律。通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析，得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云粒子密度的时空演化规律。
超高速碰撞 等离子体 粒子密度 时空分布 hypervelocity impact plasma particle density temporal and spatial distribution
1 西安电子科技大学理学院, 西安 710071
2 西北核技术研究所第五研究室, 西安 710024
为了把量热法应用于远场激光强度时空分布测量, 研究了基于热像仪靶面温度测量反演入射激光强度时空分布的重构理论。针对背光面两种不同边界条件(对流－辐射热流边界和恒定温度边界)推导出了由靶面温度分布反演激光束时空分布的重构表达式。获得的分析表达式对广泛的材料具有适用性。通过引入广义参量F0=α/L2, 分别就F01和F01情况给出了重构近似表达式, 并对满足F01条件的回推算法进行了数值模拟验证。数值结果表明, 两种背光面边界条件下回推得到的激光束时空分布与原始激光束达到了很好的一致, 但存在一与靶材傅里叶数相关的最小起始回推时间τ0。成果可用于强激光远场参量测量设备的研制。
激光物理 激光强度时空分布 温度分布 重构算法
