太阳射电微波爆发的频谱分析

1981年4月1日太阳发生一个4N级Hα耀斑并伴随出现强烈的IV型射电爆发.本文对北京天文台,西澳大利亚站等射电资料进行分析.分析表明:(1)该事件的微波源状态相对稳定,米波源位置存在移动,因此产生微波辐射与米波辐射是两组不同的电子群体,在爆发频谱指数的时变曲线上表现出明显的形态差异.还由于两者辐射源的位置不同,微波与米波的爆发在峰值时刻上也不完全符合.(2)4月1日微波大爆发是由三个主爆发组成的,它们的峰值时刻分别为0135.1,0146.1,0153.6UT.由射电高频端谱指数算出的非热电子能谱指数表明,在射电爆发的三个峰值时刻电子能谱都变硬.本文还得出该活动区的非热电子平均速度(以光速c为单位)β为0.9左右,磁场强度B为430G.并由回旋同步辐射阻尼算得,非热电子的寿命为829秒,这个数值与三个主峰的持续时间相吻合.     

一个日面边缘大爆发的射电观测特性

本文详细列出1981年4月27日0808UT发生的日面边缘大爆发的射电观测特征,并作了有关射电爆发形态及微波频谱、非热电子能谱的初步分析。      

一次较大的太阳物质抛射的光学与射电研究

用H_α色球、射电运动频谱、射电日像和米波、分米波、厘米波段上的七个单频射电总流量的观测资料及地磁记录,对1982年1月22日太阳西边缘的物质抛射事件做了综合分析.用流量变化率曲线讨论了爆发特点.在绝热假设下推得抛射物质团在1.16R_⊙附近的内部磁场为12G,总电子数为1038,总能量为7×1029erg.事件的总抛射物质～1014-1015g,总能量～2×1030erg.      

同无黑子耀斑相协的微波爆发机制的探讨

1980—1984年期间,我们在云南天文台9375MHz,3653MHz和2902 HHz三个波段的射电观测资料中,查到11组微波爆发与无黑子耀斑相伴随。本文研究了这些爆发与耀斑的大气层高度,射电爆发类型以及通过落进峰值流量-时间图的位置,确认出爆发机制是活动区中作麦克斯韦分布电子的热轫致辐射。     

通量传输事件相关的动力学磁场湍流观测研究

THEMIS卫星观测到通量传输事件（FTE）的同时,也在磁层侧涡流区域观测到强磁场扰动现象.利用快速傅里叶变换分析磁场扰动频谱特征发现:大约在FTE的扰动频率（约0.1Hz）处,功率谱密度达到峰值;在质子回旋频率（约1Hz）至64Hz的频段内,功率谱密度随着频率的增大而减小,服从幂律分布P₀ f-α.因此,可以认为这些磁场扰动为低纬边界层中的动力学磁场湍流.研究结果表明,当低纬边界层（Low Latitude Boundary Layer,LLBL）中卫星相对磁层顶或FTE的位置越来越远时,功率谱密度与功率谱斜率α（幂律指数）降低,但FTE所在的方位角或低纬磁层顶的磁地方时对幂律指数α和功率谱密度没有显著影响.这些观测特征表明移动的FTE是磁场湍流的源.磁层顶上的大规模扰动（如FTE）和相关的磁场湍流从动力学尺度揭示了磁鞘与磁层的类黏滞相互作用.然而低纬边界层中FTE磁层侧涡流形成所需的黏滞性是否可由磁场湍流来提供还需要验证.      

源粒子动量分布对激波中费米加速的影响

在不同源粒子动量分布和不同参数的情况下,本文计算了受到激波费米加速的荷电粒子的随时间演化的能谱.计算结果表明:不论源粒子的动量分布如何,当时间足够长时,被加速粒子的能谱的高能部分为幂律谱;但是,被加速粒子的能谱的时间演化过程,则与源粒子的动量分布有关.所以,在短暂的激波过程中,用一个谱指数不变的幂律谱表示被加速粒子能谱的通常做法是不合适的.      

HALE 17590 活动区的爆发辐射

本文根据1981年HALE 17590 太阳活动区的观测资料,着重分析了它的射电辐射特性后发现:(1)在光学活动区发展的上升阶段,每串射电爆发的强度也有由弱到强的变化,其频谱由单调谱变成不规则谱和U型谱;(2)对大的耀斑爆发而言,射电爆发的先兆相比X射线爆早。在射电先兆相期间常伴有谱斑增亮和暗条激活等现象;(3)大耀斑爆发的脉冲极大时刻在射电8毫米波段到来最早。      

基于空间矢量天线的太阳低频射电爆发探测研究

目前已有空间探测器对太阳的甚低频射电爆发进行的探测主要是频谱观测,针对太阳低频射电爆发的成像观测仍然是空白,利用空间矢量天线可以对太阳低频射电爆发(包括Ⅱ型和Ⅲ型暴)进行空间定位和一定的成像观测.研究针对空间(甚)低频射电探测器对太阳射电爆发的探测,提出了利用三极子矢量天线对太阳爆发进行定位的算法;基于部分空间甚低频设...     

太阳宇宙线的传播效应(Ⅱ)——峰值谱的传播改正

根据太阳宇宙线传播方程的量纲分析解, 讨论了传播对宇宙线事件峰值谱的影响, 着重指出对其进行传播改正的重要性。太阳风对流是低能谱变坦的可能原因之一, 在一定条件下, 幂律型发射谱可以变成指数型观测谱, 动能幂律谱也可以变成刚度幂律谱。能谱的幂指数随源耀斑的磁方位角而增加, 分布有明显的东西不对称性。进一步对第20周的相对论性太阳质子事件进行传播改正, 求出发射谱, 其中有些可表达成统一指数的幂律谱, 有些仍有低能段趋坦现象。      

太阳射电爆发干扰导航通信机理及影响表征分析

太阳射电爆发是一种潜在的导航系统干扰因素。通过导航信号模型推导,分析了其干扰导航信号的机理,提出太阳射电爆发干扰导航通信的影响方程与太阳射电爆发流量、接收机性能以及太阳–天线高度角有关,其中太阳射电流量总功率与信号的信噪比下降呈正相关;同时受到太阳–天线高度角和有效面积的制约,又与接收机环路滤波器响应函数呈卷积关系。通过对2003年10月28日、2006年12月6日和2015年11月4日事件中GPS失锁情况分析,发现同一次事件中同一站点不同接收机的失锁率不同;同一次事件中不同纬度的接收机失锁率不同,以及在同一次事件中L波段（1～2 GHz）太阳射电爆发频谱不均匀的条件下,L1和L2频段信号的信噪比下降情况也不同。从上述三个事件的观测表征验证了上述影响方程的分析正确性。     

Observation of ocean color and fluorescence for primary production studies

Ocean color is indirectly related to the concentration of chlorophyll which is an index of the amount of phytoplankton. The experimental results demonstrate the change in spectral response of the ocean for different chlorophll concentrations. The peak of the spectra distribution of global radiation from the sun is not far from the wavelength 450 nm, which is the absorption peak of chlorophyll. So when solar radiation is utilized as an excitation light, phytoplankton in the sea water will emit fluorescence. The chlorophyll-a fluorescence peak at 685 nm was found by an automatic spectral scanning radiometer located on a clifftop overlooking the Yellow Sea. The radiometer viewed the sea surface at the Brewster angle to reduce the reflected sunlight. Results demonstrate that both fluorescence line height and color ratio can be used to measure chlorophyll concentration and show agreement between them. The advantage and shortcoming of these two techniques are also discussed in this paper.     

近红外绝对光谱响应度传递标准的研制CSCD

在光辐射计量中,陷阱探测技术是一种重要的探测技术,陷阱探测器是光辐射功率基准量值保持和传递的主要媒介。 InGaAs 陷阱探测器常被作为（900～1700）nm 波段光辐射计量的传递标准。本文基于陷阱探测技术,针对近红外波段量值传递的需求,研制了 InGaAs 陷阱探测器,并进行了性能测试。测试结果显示：在1064nm处绝对光谱响应率为0.7098A/ W,测量不确定度达到0.1%,在（0.1～3） mW 内,其非线性指标优于0.99993,1h 测试非稳定性为0.00495%,空间非均匀性达到0.05%,满足作为传递标准的技术要求。     

Spectra and time variability of black-hole binaries in the low/hard state

We propose a jet model for the low/hard state of galactic black-hole X-ray sources which explains the energy spectra from radio to X-rays and a number of timing properties in the X-ray domain such as the time lag spectra, the hardening of the power density spectra and the narrowing of the autocorrelation function with increasing photon energy. The model assumes that (i) there is a magnetic field along the axis of the jet, (ii) the electron density in the jet drops inversely proportional to distance, (iii) the jet is “hotter” near its center than at its periphery, and (iv) the electrons in the jet follow a power-law distribution function. We have performed Monte Carlo simulations of Compton upscattering of soft photons from the accretion disk and have found power-law high-energy spectra with photon-number index in the range 1.5–2 and cutoff at a few hundred keV, power-law time lags versus Fourier frequency with index 0.8, and an increase of the rms amplitude of variability and a narrowing of the autocorrelation function with increasing photon energy as they have been observed in Cygnus X-1. The spectrum at long wavelengths (radio, infrared, optical) is modeled to come from synchrotron radiation of the energetic electrons in the jet. We find flat to inverted radio spectra that extend from the radio up to about the optical band. For magnetic field strengths of the order 10⁵–10⁶ G at the base of the jet, the calculated spectra agree well in slope and flux with the observations.     

The luminosity dependence of the phase-averaged X-ray spectrum of the transient 42 second pulsar EXO 2030+375

We report on the evolution in the X-ray spectrum of the transient X-ray pulsar EXO 2030+375 during part of an outburst in 1985 May–August. The overall continuum spectral shape is similar to that of other accreting pulsars and can be represented by a power-law spectrum modified at low energies by significant absorption and at high-energies either by an exponential cut-off or by the effects of cyclotron scattering. As the luminosity decreased by a factor 100, the X-ray spectrum became harder with the photon index decreasing from 1.83 ± 0.01 to 1.29 ± 0.01. In addition, the high-energy cutoff decreased from 20 to 10 keV during the same interval. If the cutoff is interpreted in terms of cyclotron resonance scattering, then this implies a magnetic field strength that decreased from 2.6 × 10¹² G to 1.3 × 10¹² G. This variation implies that the cutoff energy does not provide a reliable measure of the surface magnetic field strength in this system.     

Hemispheric Distribution of Lower-band Chorus Waves Observed by Van Allen Probes

Whistler mode chorus waves are important electromagnetic emissions due to their dual roles in acceleration and loss processes of Earth’s radiation belt electrons. A detailed global survey of lower-band chorus is performed using EMFISIS data from Van Allen Probes in near-equatorial orbits. In addition to the confirmation of the positive correlation of chorus wave intensities to geomagnetic activity and dayside-nightside distribution asymmetry of wave amplitude and occurrence probability, the analysis results find that in statistics lower-band chorus emissions exhibit higher wave occurrence rates and larger normalized peak wave frequencies in the magnetically northern hemisphere but somehow stronger peak wave intensities in the magnetically southern hemisphere. While overall the differences between the two magnetically hemispheric distributions tend to be not significant, it is important to establish the magnetically hemispheric distribution profiles of lowerband chorus with respect to L-shell, magnetic local time, and geomagnetic latitude for improved understanding of chorus-induced dynamics of radiation belt electrons.      

太阳光谱辐射强度变化对地球能量平衡的影响分析

目前太阳对地球能量平衡影响的研究大都是以太阳总辐射通量密度作为输入参数的. 本文以美国航空航天局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）太阳辐射与气候实验项目的卫星实测数据为基础,对太阳上升相（2010年上半年）和下降相（2007年12月）期间太阳光谱变化对地球能量平衡的影响进行了研究. 结果表明,2010年上半年较强的太阳总辐射通量密度主要是由紫外及红外波段的能量增强引起的,其在200～400nm 和760～4000nm波段内的平均能量分别增加了0.11%和0.05%,而在 400～760nm可见光区的能量却呈减小趋势,平均减小量为0.05%. 通过对MLS2.2全球臭氧日数据进行再分析后发现,相对于2007年12月,2010年上半年平流层臭氧浓度也有所增加,其中在太阳紫外辐射呈现较大增强的2月和3月,其臭氧增量也相对较大,最大值分别出现在33km和40km处,值为0.6mL·m-3和0.62mL·m-3. 因此,可见光区能量减弱与平流层臭氧浓度增加的双重削弱作用致使虽然2010年上半年的太阳总辐射通量密度较大,但是到达对流层顶的太阳辐射却有所减小,最大减小量出现在3月,值为0.15W·m-2. 这一结果说明,太阳活动或总辐射通量密度的增强也有可能对地球对流层系统起到冷却作用.      

第23太阳活动周太阳极紫外辐射与磁暴相关性分析

统计第23个太阳活动周内中等及以上强度（Dst_min<-50nT）的磁暴事件,线性拟合分析磁暴主相DDst_min和达到DDst_min前一个表征太阳极紫外辐射强度的F_10.7之间的相关性.结果表明:随着太阳极紫外辐射增强,DDst_min<-50nT的磁暴出现的总数增多,在弱、中等和强太阳极紫外辐射条件下,其数量分别为56,84和85;随着太阳极紫外辐射增强,强磁暴（-200nT ≤ Dst_min<-100nT）和大磁暴（Dst_min<-200nT）发生的数量和相对发生率呈增长趋势,尤其是大磁暴数目（1,4,12）和相对发生率（1.79%,4.76%,14.12%）明显呈增长趋势;大磁暴（|Dst_min|）与太阳极紫外辐射（F_10.7）之间存在中度正相关关系,其相关系数为0.532,并且主要体现在大磁暴（|Dst_min|）与强太阳极紫外辐射（F_10.7）之间的中度正相关性,其相关系数为0.582.大磁暴与强太阳极紫外辐射之间的相关性可为空间天气预报提供参考依据.      

编码孔径中红外光谱成像系统的光谱重构算法

针对一款基于双DMD的光谱维编码中波红外光谱成像系统的应用需求,在经典的Hadamard变换完备编码理论基础上,提出了一种具有最大信噪比增益的编码矩阵。结合基于双DMD的光谱维编码中波红外光谱成像系统的光路结构和工作原理,探讨了光谱维DMD所加载的编码模板的设计方法。建立了区块化光谱重构算法的数学模型,并进行了实验验证。实验结果表明,原理样机在具有良好的光谱成像能力的基础上,能够实现较高实时性的凝视成像,其在低光谱分辨率模式下光谱数据立方体帧频能够达到22.35帧/s,验证了区块化光谱重构算法的有效性。     

多光谱遥感之最佳波段选择

本文提出一种以提供最大信息量为准则的最佳遥感波段选择方法.由于不同波段信号之间存在较强的相关性, 因此本方法从地面主要目标的光谱特性出发, 计算出所有可能使用波段之间的全部相关系数.假设信号是近似正态分布的, 就可以从相关矩阵的行列式计算出每个波段的条件信息量.比较各种可能波段组合的信息量, 就可以找出最佳的波段组合.文中也介绍了一种比较简单的方法, 可以得到“准最佳”的波段选择.最后, 对遥感卫星设计时遥感波段的选择问题做了一些探讨.