地磁暴期间中、低纬度地区大气臭氧含量的变化

本文分析了1966—1983年不同类型磁暴期间大气臭氧含量的变化。分析结果表明,不同类型磁暴发生时,臭氧含量均有明显的变化,但其特征是不相同的。G_C暴出现时在第6天[O₃]出现明显的下降;S_I暴出现时在第3天和第4天出现较大的下降;S_C暴中的S_A暴对[O₃]的扰动幅度最大,最大下降出现在第1天;S_B暴发生时,[O₃]最大下降出现在第2天;S_D和S_d暴期间[O₃]也在第2天下降到最小值;S_b暴发生时,[O₃]则在0天出现最小值。当这些暴出现时,[O₃]的扰动幅度依次减小,但不论哪种暴发生的前一天,[O₃]都有一个明显的增加。      

利用曙暮气晖反演中层臭氧的可行性

利用1.27μm曙暮气晖反演大气O₃是中间层03含量的重要测量方法.本文研究了1.27μm地面曙暮气晖所包含的独立信息参量、可测量高度和垂直分辨率;讨论了光化学参量、大气参量不定性的影响和对中间层O₃含量变化的灵敏度.结果指出,利用这一方法可以给出60－90km高度的大气O₃含量,光化模式参量不定性的影响约为10％.      

美国标准大气1976的几点分析

本文分析了美国标准大气1976的大气参数表及制定的物理假设, 其主要结果是:1.可用绝对温度来定义整个温度剖面T(Z), 而不用“分子量温度”T_M。2.温度剖面的椭圆段在110公里处引进了一个量级为10-7J/m3·s的过大散热源。3.看来大气参数表中唯一的“系统”错误是导热系数。4.详细讨论了联结均匀大气层和高层非均匀大气计算的各种可能途径。5.建议在高层大气模式中引进CO₂分量并降低计算界面到80公里。      

日全食期间中间层大气臭氧光化过程试验

利用包括活O_x、HO_x、和NO_x等成份在内的一维时变光化模式,研究了日全食时上中层大气臭氧和O₂(1△g)的变化特性,并通过与观测资料的比较进行了光化模式的试验.结果表明,日全食时太阳辐照变化对1.27μm气晖影响的高度比曙暮期间明显偏低,利用1.27μm气晖光度计测量大气臭氧的高度范围约为52-67km.1997年3月9日漠河日全食时测量的大气臭氧含量变化幅度为50％.这与考虑O_x、HO_x、和NO_x等成份的光化模式理论模拟结果基本一致.它表明在52-67km高度范围不存在臭氧亏损现象.      

太阳风状态参数的变化对地球磁鞘中磁场起伏特性的影响

本文利用MHD激波跳跃条件的精确解,具体讨论了行星际背景太阳风状态参数Alfvén马赫数M₁、等离子体β₁参数和磁场角θ₁的变化对地球磁鞘区中磁场起伏特性及其分布的影响.主要结果是:马赫数M₁的变化主要控制磁场起伏特性:放大倍数、相对起伏和各向异性程度的水准高低.磁场角θ₁的变化控制磁场起伏的空间分布特性.等离子体β₁参数的变化,不引起磁场起伏特性的明显变化(对于实际经常发生的情况M₁ 8而言).M₁、θ₁是强控制参数,而β₁是弱控制参数;磁鞘区磁场起伏对太阳风状态参数的变化响应呈现明显的晨-昏不对称性(行星际磁场位于黄道面时),响应主要发生在晨侧.晨侧的磁场起伏(或湍动)相当活跃,而昏侧相当稳定;磁鞘中不同地点磁场起伏特性对太阳风状态参数M₁、β₁的变化响应有大致相同的形式,而对其磁场角度θ₁的变化却有迥然不同的形式.      

密闭空间内氢气和二氧化碳甲醇化系统的非均相模型及反应特性

在载人密闭空间内通过电解水方式为乘员供氧会产生副产物氢气（H₂）。此外,乘员还呼出二氧化碳（CO₂）。将H₂和CO₂催化合成甲醇（CH₃OH）是消除载人密闭空间内富余H₂和CO₂的最优方式之一。对其开展反应过程建模及反应特性研究有助于进行反应过程的控制,更好地维持载人密闭空间内的大气平衡。本文采用微元法建立了H₂和CO₂催化合成甲醇的物料计算模型和温度一维非均相模型,研究了不同反应压力、冷却介质温度以及入口反应气体中CO₂与CO比值等反应条件下的反应特性变化规律。结果显示,反应压力的增加、冷却介质的温升以及入口气体中CO₂与CO比值的减小均能促进各反应速率增加,进而使得H₂和CO₂消除量增加、甲醇合成率上升以及催化剂和反应气体最高温度上升。在保证反应速率增加且催化剂最高温度不超过合理反应温度区间的最大值573.15 K时需维持反应压力不大于8 MPa,冷却介质温度不高于538.15 K以及CO₂与CO比值不小于1。      

红萍湿养栽培供O2装置研制

红萍作为空间站受控生态生命保障系统中的生物部件, 可望为航天员提供O2和新鲜蔬菜并吸收CO2. 研究红萍湿养栽培供O2装置, 旨在建立地面非生物部件, 满足模拟研究的需要. 介绍了所研发装置及关键部件的结构特点和工作原理. 通过红萍湿养板内湿养栽培介质的结构功能设计, 在蓄水保水基质层内部配置具有毛细作用的渗水管路, 介质始终保持整体湿润而表面无明水状态, 为红萍扎根稳固、营养吸收和生长繁殖创造条件. 水压试验确定了渗水管路的主要技术参数和闭合式红萍培养液输配循环系统的间歇循环周期. 整机产出量试验结果表明, 在层间距125 mm, 整机红萍湿养面积6.3 m2, 超高亮度白色LED人工光源能耗152 Wm 2, 红萍表面的光照强度6000~6500 lx, 整机的红萍湿养产量、红萍放O2量和吸收CO2量相应大幅提高, 装置各项性能指标均达到设计要求.      

海南岛三亚哨声观测资料的初步分析

本文主要介绍1983年初在海南岛三亚观测哨声的部分结果.记录到大量哨声,其中包括短哨、多源哨和多路哨;约有10%的哨声下截频在0.8kc/s左右.经分析发现:(1)三亚哨声几乎全部出现在f₀F₂下降的过程中,哨声出现率的峰值在f₀f₂下降最快处,即电子浓度下降变化急剧处;(2)哨声活动和磁暴的关系与中高纬有所不同,存在明显的相反情况.      

不同重力条件下水平管内气液两相流流型及空隙率分布的数值模拟

基于VOF方法建立了不同重力条件下水平管内气液两相流动的三维非稳态数学模型并进行了数值求解, 研究了10-4g₀, 0.17g₀, 0.38g₀, 1g₀ (g₀=9.8m·s-2)四种重力条件下水平管内气液两流型及变化规律, 比较了不同重力条件下管内截面空隙率的分布和波动规律. 研究结果表明, 该模型能够正确预测不同重力条件下水平管内气液两相流的流型、截面空隙率和滑速比等重要参数; 同一气液两相表观速度工况下, 随着重力水平的升高, 气相更容易在水平管的上部积聚合并, 致使流型发生变化, 同时, 气液两相滑速比增大, 截面空隙率波动峰值的平均值下降, 波动频率降低; 而随着气液两相表观速度的增大, 两相混合工质内惯性力作用也随之增强, 这将削弱重力变化的影响.      

我国电离层基本参量与国际参考模式的比较

本文利用我国满洲里、北京、武昌、重庆和广州等台站电离层观测记录,对各层临界频率的实测值(月中值)与IRI-86的计算值进行了分析比较.|发现两者存在着显著而系统的偏离.E层和F₁层偏离较小F₂层偏离较大,其相对值有时超过60%.总的来说,f₀F₂的相对偏离:夜间大,白天小冬季大,夏季小太阳活动低年大,高年小随着纬度降低偏离增大模式值普遍大于实测值.      

H2O对空间站5A分子筛CO2去除性能影响

为进一步研究分子筛CO2去除系统应用于空间站的工作可靠性和鲁棒性,针对空间站4床分子筛(4-BMS)系统中可能出现的湿度失效保护问题展开了实验研究.测试了两种载人航天分子筛材料TC-5A与PSA-5A,研究了不同相对湿度对CO2吸附性能的影响;比较了相同湿度条件下,进口气体CO2浓度、粒径及吸附温度的变化对分子筛吸附CO2性能的影响,采用不同实验方法探究了H2O和CO2在两种分子筛材料中的竞争吸附关系.结果表明:PSA-5A吸附CO2性能优于TC-5A,但对H2O的吸附率略低于TC-5A.H2O的存在对分子筛吸附CO2影响非常大,空气中相对湿度达到60%时,分子筛基本失去了吸附CO2的能力.此外,温度升高会造成CO2的吸附量显著下降,但对H2O的吸附量影响相对较小,尤其是当相对湿度较高时.这对中国未来长期运行的空间站分子筛CO2去除系统工作有效性与工作鲁棒性的评价具有指导意义.     

多舱段载人航天器CO2去除系统性能仿真分析

多舱段载人航天器通常由主控舱段利用舱间通风对组合体空气环境参数进行集中控制.利用Ecosimpro建立了一种多舱段载人航天器CO₂去除系统性能仿真分析模型,包括舱体模块、乘员模块、CO₂净化模块、舱间通风模块,并对三舱段载人航天器CO₂去除系统性能进行了计算分析.结果表明,当净化装置进风量为0.007 2 kg/s,非主控舱段驻留人数达到6人时,会造成非主控舱段CO₂分压超出700 Pa的指标上限.此时增大舱间通风量对降低非主控舱段CO₂分压的效果并不明显,有效的控制方式是增大净化装置进风量.当净化装置进风量增加至0.011 3 kg/s时,非主控舱段CO₂分压可降至700 Pa以下.该工作有助于加快载人航天器空气环境控制系统的设计和改进流程.     

Radiation stability of organic matter in liquid and frozen H2O, NH3 and water-ammonia mixtures

The redox properties of irradiated liquid and frozen H₂O, NH₃ and H₂O/NH₃ mixtures at 298 K and 77 K, resp., towards some simple organic molecules have been checked by injecting carrierfree ¹¹C atoms and analyzing their chemical state by means of radiochromatography. The reactions and the stability of organic products versus radiation dose (in this study by MeV protons) depend on temperature, phase state, mobility of radicals, their concentration and reactivity. Especially dangerous are the reactive OH and O₂H radicals which oxidize organic material to inorganic CO₂. Highest stability has been found at low temperatures (solid state, reduced mobility of radicals) and for systems containing H-donors (H₂O/NH₃ mixtures), which reduce the concentration of oxidizing radicals. The fact that many bodies in space consist of H₂O-ice with NH₃ and CH₄ additives at temperatures between 10 and 150 K is promising in view of the survival of organic matter under high doses of radiation.     

The 2.5 to 5 microns spectrum of comet Halley from the IKS instrument of Vega

Results of the 2.5–5 micron spectroscopic channel of the IKS instrument on Vega are reported and the data reduction process is described. H₂O and CO₂ molecules have been detected with production rates of 10³⁰ s⁻¹ and 1.5 10²⁸ s⁻¹ respectively. Emission features between 3.3 and 3.7 microns are tentatively attributed to CH - bearing compounds - CO is marginally detected with a mixing ratio CO/H₂O 0.2. OH emission and H₂O - ice absorption might also be present in the spectra.     

On the possible detection of solid O2 and O3 interstellar grains with ISO

In various models of interstellar grain chemistry, solid O₂ is formed by accretion as well as by surface reactions on grains. In dense molecular cloud models, at a later stage of the evolution, the O₂ molecule may become a substantial grain mantle constituent. Since IR dipole vibrational transitions for the homonuclear diatomic molecule O₂ are forbidden, the abundance of this potentially important grain mantle component can not be determined. However, embedded in a dirty ice matrix, the fundamental vibration of O₂ at 1550 cm⁻¹ becomes observable at 10 K, due to interactions with surrounding molecules, which break the symmetry of molecular oxygen. This process might be applicable for the dust mantle environment of interstellar grains. We have studied the role of solid O₂ and O₃ in astrophysically relevant ice mixtures and discuss the possible detection of solid O₂ and its major photolysis product O₃ in interstellar grains, in dense molecular clouds. Both molecules represent a specific target to be observed by the ISO satellite in the near future.     

Hot atoms in cosmic chemistry

High energy chemical reactions and atom molecule interactions might be important for cosmic chemistry with respect to the accelerated species in solar wind, cosmic rays, colliding gas and dust clouds and secondary knock-on particles in solids. “Hot” atoms with energies ranging from a few eV to some MeV can be generated via nuclear reactions and consequent recoil processes. The chemical fate of the radioactive atoms can be followed by radiochemical methods (radio GC or HPLC). Hot atom chemistry may serve for laboratory simulation of the reactions of energetic species with gaseous or solid interstellar matter. Due to the effective measurement of 10⁸–10¹⁰ atoms only it covers a low to medium dose regime and may add to the studies of ion implantation which due to the optical methods applied are necessarily in the high dose regime.

Experimental results are given for the systems: C/H₂O (gas), C/H₂O (solid, 77 K), N/CH₄ (solid, 77K) and C/NH₃ (solid, 77 K). Nuclear reactions used for the generation of 2 to 3 MeV atoms are: ¹⁴N(p, ) ¹¹C, ¹⁶O(p, pn) ¹¹C and ¹²C(d,n) ¹³N with 8 to 45 MeV protons or deuterons from a cyclotron. Typical reactions products are: CO, CO₂, CH₄, CH₂O, CH₃OH, HCOOH, NH₃, CH₃NH₂, cyanamide, formamidine, guanidine etc. Products of hot reactions in solids are more complex than in corresponding gaseous systems, which underlines the importance of solid state reactions for the build-up of precursors for biomolecules in space. As one of the major mechanisms for product formation, the simultaneous or fast consecutive reactions of a hot carbon with two target molecules (reaction complex) is discussed.     

Neutral upper atmospheres of Venus and Mars

Numerous measurements of the neutral upper atmosphere above 100 km have been made from spacecraft over Venus and over Mars. The Venus exospheric temperatures are unexpectedly low (less than 300°K near noon and less than 130°K near midnight). These very low temperatures may be partially caused by collisional excitation of CO₂ vibrational states by atomic oxygen and partially by eddy cooling. The Venus atmosphere is unexpectedly insensitive to solar EUV variability. On the other hand, the Martian dayside exospheric temperature varies from 150°K to 400°K over the 11-year solar cycle, where CO₂ 15-μm cooling may be less effective because of lower atomic oxygen mixing ratios. On Venus, temperature increases with altitude on the dayside (thermosphere), but decreases with altitude from 100 to 150 km on the nightside (cryosphere). However, dayside Martian temperatures near solar minimum for maximum planet-sun distance and low solar activity are essentially isothermal from 40 km to 200 km. During high solar activity, the thermospheric temperatures of Mars sharply increase. The Venus neutral upper atmosphere contains CO₂, O, CO, C, N₂, N, He, H, D and hot nonthermal H, O, C, and N, while the dayside Mars neutral upper atmosphere contains CO₂, O, O₂, CO, C, N₂, He, H, and Ar. There is evidence on Venus for inhibited day-to-night transport as well as superrotation of the upper atmosphere. Both atmospheres have substantial wave activity. Various theoretical models used to interpret the planetary atmospheric data are discussed.     

电离对高超声速热化学非平衡气动热环境的影响

高超声速飞行,激波后高温气体会发生电离,飞行器气动热环境复杂。5组元（N₂,O₂,NO,O,N）、7组元（N₂,O₂,NO,O,N,NO+,e-）和11组元（N₂,O₂,NO,O,N,N₂+,O₂+,NO+,O+,N+,e-）热化学反应采用Gupta化学反应模型,分别数值研究电离作用对高超声速热化学非平衡气动热环境影响。本文分析了不同催化壁面条件下,高超声速热化学非平衡电离流场气动热环境特性。电离作用对激波离体距离和气动力载荷的影响很小。5组元热化学非平衡不考虑电离作用,流场温度和壁面热流密度偏大。11组元热化学平衡强电离流场温度最低;7组元热化学非平衡弱电离流场NO+和e-生成量过低;11组元热化学反应能对热化学非平衡电离流场气动力和热流密度载荷可靠预测。壁面催化作用会增大壁面热流密度,但它对高超声速热化学非平衡电离流场温度和气动力载荷的影响很小。      

地面放射性测量模型γ剂量率值空间分布规律研究

地面模型是根据IAEA174号报告研建的用于校准便携式γ能谱仪、γ辐射仪的计量标准装置，最初主要用于地质勘查。2016年至2018年，新研建了钾含量30 %（YK3）和铀含量1 %（YU4）的两个模型，并确定了模型量值。远离模型表面中心位置的剂量率较低，随着中心点的接近，剂量率逐渐上升，YK3和YU4的剂量率坪区分别为模型中心点及周围半径约40 cm和50 cm范围内，在坪区内剂量率变化均不大于0.6 %；在参考点3.0 cm上的剂量率分别为320.8 nGy·h^-1和4.3×10⁴ nGy·h^-1；超过3.0 cm时，剂量率随高度呈非线性变化；根据不同高度上的理论计算和实测结果比对，在40 cm高度实测范围以内，YK3实测结果与理论计算结果相对偏差在3 %范围以内，120 cm高度实测范围内，YU4实测结果与理论计算结果相对偏差在2 %范围以内。