重力场中的范德瓦耳斯气体

将地球大气近似为重力场中的范德瓦耳斯气体,在绝热过程近似下导出了大气温度、压强随高度的分布,并与理想气体近似结果进行了比较分析.     

地球大气对流层分布的热传导模式

针对地球表面大气的对流层,提出热传导模式,利用该模式导出地球表面大气对流层的温度、压强、密度随高度变化的函数关系,并将计算值与实际测量值作比较,发现两者差别不到百分之一。     

大气压强的精密计算

利用多方状态方程导出了大气压强随高度变化的公式 ,它比等温、绝热过程导出的公式更为精确 ,与实际测量值更加吻合     

热带海洋与中低纬大气相互作用的信息传输特征分析

基于传递熵概念和方法定义气象场的信息源特征度、信息汇特征度和信息传输平衡特征度.使用海表温度和高度场资料计算海气相互作用过程中的信息传递.侧重分析赤道中东太平洋(20?S-20?N,170?E-100?W)与热带地区、北半球和南半球中高纬度地区大气之间的信息传递,给出信息传递的区域和全球分布特征;并提取海表温度指数和高度场指数分析赤道中东太平洋与大气信息传递特征的季节变化和年代际变化.研究结果表明,海洋信息源主要分布在热带地区,大气信息汇主要分布在中纬度地区,从热带地区到中纬度地区,海洋对大气的强迫作用在减弱,而大气对海洋的强迫作用在增强;不同区域不同层次的高度场对赤道中东太平洋海表温度有着不同的响应,热带中东太平洋上空高度场最大延迟为4个月.欧亚大陆中部上空和北美大陆上空高度场均随时间延迟呈现波动性变化:欧亚大陆中部上空高度场随时间延迟呈现增强的趋势,而北美大陆上空高度场随时间延迟呈现减弱的趋势.海表温度指数对热带中东太平洋上空850 hPa和欧亚大陆中部上空500 hPa高度场指数的传递熵以2000 s最弱,而海表温度指数对北美大陆上空700 hPa高度场指数的传递熵以2000 s最强.表明不同年代际背景下不同区域大气对赤道中东太平洋海表温度异常的响应是不同的.然而不同季节的响应却十分相似:冬季最强,秋季次之,春季再次,夏季最弱.     

气候预报自忆模式及其初步应用

从非绝热大气热力学方程和水分平衡方程出发,运用大气自忆性原理,导出了一个用于短期气候预报的数学模式,它由含地表气温,降水和５００ｈＰａ高度三变量的差分－积分方程组成。     

输入参数的不确定对激光大气分子透过率计算结果的影响

研究分子光谱和气象参数的不确定对单色吸收系数和对应的科线路径透过率计算结果的影响,并导出一般的误差表达式。数值计算表明,对所采用的大气廓线和分子光谱参数,其典型的不确定将导致透过率计算结采的标准相对误差大于3■,吸收系数和透过率对谱线频率、强度、半宽以及大气温度廓线的不确定最为灵敏。     

重力场中的气温公式

热学教材中大都讨论了等温气压公式，但实际上大气并不等温．本文通过对温度场的描述，导出了重力场中的温度梯度公式，并利用该公式推出了重力场中的气温公式，描绘了地球周围低高处大气温度随高度变化的近似曲线。     

方形载流线圈的空间磁场计算

利用教材中一个常见例题的结论，将方形载流线圈视为四段载流导线，采取分段计算然后叠加的方法，导出了方形载流线圈空间磁场分布的普遍表达式，并讨论了线圈平面上的磁场分布情况．     

动力论法修正高功率微波大气传输的大气介电常数

 高功率微波在大气中传输会使气体电离产生等离子体，导致大气的介电常数和折射指数发生变化。介绍了在初等理论条件下各向同性的等离子体中的大气介电常数，给出速度为麦克斯韦分布时电子与分子的碰撞对介电常数的影响，并用动力论法导出高功率微波作用下的大气介电常数及修正系数公式。     

标准大气

描述地球大气在稳定状态时的基本性质所需要的数学公式和有关参数的标准值,称为标准大气模型,简称标准大气,或称大气标准.它是由某一个国家(或国际组织)的专门机关制定并公布的.大气稳定状态的基本性质是:(1)大气的温度值随高度的变化关系,简称温度-高度分布;(2)大气中各成分的密度值和大气总密度值随高度的变化关系,简称密度-高度分布. 人们对大气性质的认识,是随着科学技术的发展逐步深入的.因此,世界各国有关科学组织,经过一段时间的研究,积累数据后。对以前的大气标准进行修订,提出新的大气标准.美国的标准大气委员会从1971年至1976年,…     

合肥地区大气折射率结构常数高度分布模式

 利用QHTP-2型温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区(0～25 km)折射率结构常数随高度分布廓线,并以国际广泛应用的Hufnagel-Valley模式为基础拟合得出合肥地区大气折射率结构常数统计模式廓线。研究发现:合肥地区大气湍流随高度分布廓线存在明显的昼夜和季节变化,大气湍流在随高度增加而减小的趋势上叠加了随机起伏,并具有鲜明的跳跃式结构;合肥地区的高空湍流模式廓线较好地符合实测的平均廓线,能反映自由大气中湍流随高度分布的重要特征——指数递减和对流层增强。     

1064nm红外激光大气布里渊频移量模型

1064nm激光常用于大气环境监测。以激光信号在传输介质中布里渊散射频移量模型为基础,依据相关大气数据建立1064nm激光大气中布里渊散射信号检测的大气探测模型。该模型将布里渊频移量归一为只与大气高度这一单参数相关的函数,详细地描述了0～1000km范围内大气布里渊频移量的连续分布状态。结果表明在0～1000km的海拔高度范围内,1064nm激光大气的布里渊散射频移量以非单调的形式分布在0.5～1.2GHz之间。     

研究液体从容器中溢出的条件

本文从理论和实验两方面较圆满地解决了液体从容器中溢出的条件，引进了溢出高度的概念，并导出了它的表达式。     

行星保持其表面大气的物理条件

本文从理想气体分子运动的麦克斯韦速度分布律出发，导出了理想气体分子运动速度的近似上限；并由它给出行星保持其表面大气的物理条件及行星表面的某些物理性质。     

大气光通信中大气闪烁时间平滑效应研究

利用大气闪烁的时间平滑效应,增加光电探测器曝光时间是克服大气闪烁对大气光通信的瞄准、捕获、跟踪链路影响的有效途径之一.基于科尔莫戈罗夫谱,导出了弱湍流起伏区无限平面波和球面波的大气闪烁时间平滑因子的一般表达式,并且用几何光学近似得到了在大孔径和小孔径接收情况下的时间平滑因子近似表达式.在孔径远大于菲涅耳区尺度时,平面波和球面波的时间平滑因子的近似表达式与精确表达式的误差分别小于6%和3%.分析结果表明,孔径越小,时间平滑效应越显著,并且菲涅耳区尺度对时间平滑效应影响的程度也随着孔径的增加而减弱.     

斜程大气湍流中漫射目标的散射特性

根据推广的惠更斯-菲涅尔原理及ITU-R大气结构常数模型(2001年国际电信联盟提出的随高度变化的大气结构常数模型),考虑了大气湍流对激光从发射机到目标和从目标到接收机双程路径的影响,研究了大气湍流中漫射目标的激光波束散射问题,导出了考虑对数振幅起伏和相位占优情况下在斜程大气湍流中传输时激光波束散射场的互相关函数、强度协方差和强度方差的计算公式,并给出了数值计算结果.数值分析了波长、接收机高度和传播距离对强度协方差和归一化强度方差的影响. 关键词： 激光散射 斜程湍流 强度方差 强度协方差     

大气湍流对斜程传输准单色高斯-谢尔光束时间相干性的影响

由第一类零阶贝塞尔函数的级数展开推导出波结构函数在任意湍流条件下的近似表达式。由广义惠更斯-菲涅耳原理、随高度变化的Hufnagel-Valley湍流廓线模型以及波结构函数在任意湍流条件下的近似表达式,导出了斜程传输时准单色高斯-谢尔光束互相干函数的解析式。然后,利用表征光束时间相干性的纵向相干长度(可由互相干函数导出),研究了斜程传输时大气湍流对准单色高斯-谢尔光束时间相干性的影响。研究结果表明,准单色高斯-谢尔光束的时间相干性在整个斜程传输过程中保持不变。最后,对该结果在物理上给予了定性解释。     

北京城区大气边界层的激光雷达观测

激光雷达是边界层大气气溶胶和云的一个高效探测工具。利用MPL激光雷达测量出的数据反演出了测站地域上空大气边界层气溶胶消光系数的垂直分布,利用气溶胶消光系数的垂直分布可决定测站上空的大气边界层高度。测量数据表明:大气边界层内气溶胶的含量较为稳定,有明显的气溶胶多层结构。     

LB方法的一个简单多速模型

研究一个简单的二维三速格子Boltzmann模型。将微观的离散模型与宏观的连续统模型相结合,以宏观的流体力学方程作为约束条件确定局部平衡分布函数。运用Chapmann-Enskog展开法和多尺度技术导出Euler方程和Navier-Stokes方程以及模型的粘性系数表达式。     

拉曼激光雷达探测合肥西郊低对流层大气二氧化碳垂直分布的统计分析

利用拉曼激光雷达系统测量了合肥西郊低对流层(2km以下)大气二氧化碳浓度的垂直分布,并对获得的数据进行系统定标和滑动平均处理,反演出大气二氧化碳的垂直浓度廓线。对2014年7月到2015年12月激光雷达观测数据进行反演和统计分析,初步得到了合肥地区低对流层大气二氧化碳垂直浓度廓线的变化规律。结果表明:1)低对流层大气二氧化碳浓度垂直分布随高度增加而减小,在近地面150 m以下浓度较高,变化较剧烈,300m以上大气二氧化碳的浓度廓线趋于平稳;2)低对流层大气二氧化碳垂直浓度廓线呈明显的季节性分布特征,夏季廓线的整体浓度最小,冬季廓线的整体浓度最大;3)低对流层大气二氧化碳垂直分布与月份有一定的相关性,整体廓线约以每年2×10-6增长。通过实验发现,二氧化碳垂直浓度随着高度增加非单调递减,在大约300~700m高度区间存在二氧化碳富集区,随着天空渐渐变亮,此区间大气二氧化碳浓度有减小的趋势。