近50年来中国东、西部地面太阳辐射变化及其与大气环境变化的关系

利用1961-2011年中国东、西部地区地面太阳辐射和长期气象数据观测资料, 综合分析了东、西部地区地面太阳总辐射的变化特征, 并结合云量、日照百分率、风速、相对湿度等分析了影响东、西部地面太阳总辐射的变化原因. 结果表明: 近50年来东、西部地区地面太阳总辐射整体呈下降趋势, 下降幅度有所不同; 20世纪90年代之前大部分地区地面太阳总辐射呈下降趋势, 之后呈缓慢增加; 东西部各地区地面太阳总辐射与日照时数间存在显著相关性; 分析影响地面太阳总辐射减少的因素, 东部地区地面太阳总辐射与日照百分率呈显著正相关, 日照百分率是影响地面太阳总辐射减少的主要因素, 总云量与低云量已不是东部地区影响太阳辐射的主要因素; 西部地区地面太阳辐射与云量相关性较低, 主要受大气污染和日照百分率的影响. 风速成为影响地面大气辐射的一个重要因子, 并且风是驱逐大气对流层雾霾等大气污染的主要因子, 这进一步证实了大气污染已经成为影响地面太阳辐射的重要因素, 尤其在中国东部地区.     

天空背景光学辐射特性测量北大核心CSCD

光学成像和光信息空间传输等领域需要对天空背景特性进行定性或定量的研究。Modtran等模拟计算方法无法有效模拟复杂多样的气候条件和地理环境。建立专门的测量装置获取天空背景光谱特性参数,与理论模型计算结果进行了比对,分析了两者的一致性和差别。通过观测数据得出:在天空比较均匀的环境中,天空光谱亮度通常随着太阳角的增大而减小,当观测方向接近地平面时(大约同地平面夹角小于30°),天空亮度随着太阳角的增大而增大;在晴朗无云的天空中,光谱亮度分布偏蓝,天空亮度主要集中在短波段部分;在阴天和有云天观测到的天空亮度光谱明显红移。     

中考物理问答题精选

1.我们穿的胶鞋底面上为什么做成有凹凸的花纹?(94年湖南) 2.为什么导体能导电,而绝缘体不能导电?(93年广西) 3.在皮肤上擦一点酒精或水会有什么感觉?为什么?(93年宜昌) 4.人站在湖边往水中看,看到清澈的湖水中有游动的小鱼和天空中的太阳.请回答:人看到的水中的小鱼和太阳是实物呢还是像?它们各是光的哪种现象所形成的?(93年重庆) 5.拿两支相同的温度计,把其中一支的泡上包上棉花,并用跟室温相同的酒精把包着的棉花     

为什么早晚的太阳特别大

早晨和傍晚，我们看到的太阳特别大，为什么呢？对于这个问题，在二千多年前孔夫子也回答不清楚．现在，有些人认为这是由于人的错觉．认为早晚看太阳时，其背景是地平线上的山脉、房屋、树木等，天空变得狭小，就显得太阳很大．中午时，背景是广阔的天空，太阳看起来自然显得比初升时小．这实际上是把它归结为心理现象．     

基于Rayleigh大气偏振模式的太阳空间位置优化计算

为了满足偏振光导航对空间特征点空间位置信息的需求,提出一种基于Rayleigh大气偏振分布模式的太阳空间位置计算方法.首先,从大气光学的Rayleigh散射理论出发,建立了天空中偏振光的分布模型.然后将由大气偏振模式中的有限的采样点信息确定太阳空间位置的问题转化为非线性最小二乘优化问题,采用Gauss-Newton法简化算法结构,结合对初值的全局搜索以获取精确的太阳空间位置.仿真实验表明,在本文设定的采样方式下,不同时间、不同地点下利用偏振度信息求解,太阳高度角误差均小于10-5度,方位角误差小于10-6度;偏振角度求解时,太阳高度角和方位角求解误差均小于10-6度;并且在不同的采样方式下均保持了良好的优化准确度.实验证实该算法准确度高,对各种采样方式适应性好,可以有效地由偏振模式信息处理得到太阳空间位置.     

太阳直射光谱和天空光谱的测量与分析

在海拔9600m高空测量并获得了大气上界直射太阳光谱和天空光谱，测量了成都、丽江和玉龙雪山地表直射太阳光谱和天空光谱.结果表明：(西昌段)大气上界直射太阳光谱能量最大峰值对应的波长位于482.1nm，天空光谱能量分布相对于直射太阳光谱能量分布明显紫移，0.41—0.42μm波段成为天空光谱能量第一主峰区；地表晴天天空光谱中的能量分布与直射太阳光谱的能量分布区别很大，而有云时天空光谱中的能量分布和直射太阳光谱能量分布的差别比较小；玉龙雪山山峰积雪雪面在可见光波段对不同波长有不同的反照率. 关键词： 太阳直射光谱 天空光谱 大气上界     

天空的蓝色

天晴气朗的日子里,在蔚蓝色的天空下面衬托着一垜一垜的白云。早晨或黄昏的时候,我們还会看到太阳是火紅的一团。这些都是大家感到很有趣的一种通常的自然現象。但是,我們应該怎样正确地解释这种現象呢?太阳的白光所照耀的天空为什么会变成了蓝色?这里把它作为涨落理論和光散射的一个应用例子給于簡单地說明。最后再介紹一种演示蓝色天空和红色落日的实驗装置。我們知道,在地球的四周是被厚厚的一层大气包围着,(如图1斜线所示),这层大气使太阳光发生散射,一部分光脫离了原来的方向散射到其他方向去,使得原方向的光强度減     

光折变晶体LiNbO_3:Fe中的特殊散射现象

用柱面透镜把经针孔滤波器扩束的激光束沿某一个方向聚焦成细丝状(或长条状),细丝状光束垂直入射到LiNbO_3:Fe晶体上,在远场位置观察散射光.我们发现光散射的方向与晶体的c轴方向不一致,不仅沿着晶体的c轴方向有散射光出现,沿光束的条形方向也出现很强的散射光.     

以太阳为光源测量大气污染物研究中精确跟踪太阳的方法

本文给出了通过计算太阳在天空中移动的轨迹和利用在实验中所采集到的太阳光谱主动精确跟踪太阳的方法,并且通过在以太阳为光源测量大气中污染物浓度的实验研究中的实际应用,证明了该方法的可靠性和实用性.     

太阳的故事——光子大逃亡

 在前面几期中,我们介绍了发生在太阳核心区里的太阳能量产生机制。这一机制不仅在理论上可行,而且经过对太阳中微子的细心探测,以及对太阳中微子问题的艰辛求解,在观测上也得到了很漂亮的确立。从某种意义上讲,隐藏在太阳最深处的那个最远离经验的“恐怖核心”,反而可以说是成为了整个太阳结构中被我们了解得最可靠的部分。
如果说迄今为止我们的太阳故事所展现的大都是太阳研究中的坚实大地--那些被观测或实验牢牢确立了的事实或理论--的话,那么从本节开始,我们将会更多地去欣赏太阳研究中的绚烂天空--那些尚在云端里的谜团。我们将会看到,那样的谜团简直是层出不穷,而且在绝大多数谜团面前,我们再也没有像解决太阳能量产生机制或太阳中微子问题那样的好运气了,因为那些谜团中的绝大多数直到今天依然是未解之谜。当然,这本身未尝就不是一种好运气,尤其是对于正在从事或有志于从事太阳研究的人来说更是如此,因为生在一个有许多未解之谜可以探索的时代里,要远比生活在一个只能在“小数点后第六位数字”上做文章的时代幸运得多。     

侧面遮拦式日晕光度计的杂散光理论分析

提出了一种侧面遮拦结构的日晕光度计,在镜筒内通过设置多层挡板结构逐层抑制处于内视场的挡板边缘衍射光,同时采用倾斜布置的上挡板结构抑制处于外视场的入射窗口边缘衍射光和侧壁散射光.建立数学模型对这些杂散光抑制挡板进行了仿真计算,结果表明,优化各挡板的几何参数后,日晕光度计的设计视场可达3.5～10个太阳半径,视场内的杂散光水平均可低于10-8平均太阳亮度.相对于高山天文台的日晕光度计在4～8个太阳半径的视场内总杂散光达到10-2平均太阳亮度,该日晕光度计扩展了可观测视场,并使杂散光抑制提高了一个量级.     

浅谈恒星的演化

在天空里有许多不同种类的恒星,在晴朗的夜晚,你能看到的恒星大多数同太阳十分相似．它们是相当年青的恒星,由于发生在它们中心的所谓热核反应而发光．但还有其他种类的恒星,例如,你在夜空中所看到的几乎呈红色的恒星都是红巨星,还有恒星的遗骸：白矮星、中子星和黑洞,这些小而致密的天体是从其热核燃料资源枯竭的年老恒星产生的． 任何事物的发生、发展总有一定的条件,恒星也是这样,决定恒星演化的因素主要有两个方面,力的问题;能量的问题． 一、恒星的诞生 当气体状的云在其本身的引力作用下开始收缩的时候,恒星的形成过程就…     

太阳的故事——重返古希腊

<正>说到天文学,很多人的眼前都会浮现出深邃的天幕和宝石般闪亮的星辰。其实在我们这个小小星球上所能看到的最显眼的天文现象并不在黑夜,而是在白天。在每一个晴朗的白天,天空中都挂着一个极为显眼的天体:太阳。     

基于空间模型测量点的照度比值的CIE标准一般天空类型选择

为了计算自然光照度,需要从CIE定义的15种天空类型中正确选择一种对应当前实际天空。首先根据朝向太阳与背向太阳的垂直天空照度的比值将15种天空类型划分为6组,然后根据天空光透过窗口在空间模型两个不同测量点形成的照度的比值对6组天空类型做进一步划分,最终实现对CIE定义的15种天空类型的选择。将天空类型的选择结果与实际天空类型相比较,结果表明,这种天空类型选择方法所得结果可以准确地对应当前实际天空类型。     

GaN及AlGaN薄膜透射光谱的研究

利用透射光谱矩阵光学原理,对三种GaN或AlGaN外延薄膜的透射光谱进行了分析.在传统的透射光谱拟合方法的基础上,添加了表征材料表面粗糙度、膜内散射情况的拟合参量,拟合曲线与实验曲线达到了准确的吻合.结果表明:外延薄膜透射光谱的拟合可以准确提取出材料的消光系数、表面状况、散射情况、折射率及厚度,从而对样品质量作出详细的分析.     

聚合物中多重光散射传导的Monte Carlo数值模拟

基于米氏散射(Mie scattering)理论,建立填充分散粒子群的聚合物对光散射传导的Monte Carlo数学模型.在此基础上,编写了一套仿真模拟程序.通过模拟单个光子在聚合物中的多重散射运动过程,把问题扩展到以激光束或线状光为入射源,得到在聚合物板块内的光传导情况,并且在计算机上图像化地重现整个物理过程,对输出光强的分布情况进行模拟统计分析.模拟结果表明,利用体散射机制,可以将点光源和线光源转换为平面光输出,输出光的状态可以通过对比计算结果实施有效控制.     

蓝天的秘密

 当我们仰望万里晴空的蓝天,常常被那深邃的蓝色所吸引,让你似乎觉得看到了蓝蓝的海水,轻抚着精美的蓝宝石,面对着一双深邃的蓝眼睛,甚至是在《蓝色多瑙河》的悠扬旋律中感受一份淡淡的忧愁……那碧蓝的天空中究竟有什么秘密?是什么东西带给我们这种特殊的感受?神奇的蓝色是如何形成的?     

日冕的难解之谜

<正>当月亮把太阳完全遮挡住时,便出现了日全食现象。这时候四周漆黑如夜,你看不到太阳,却能看到笼罩在太阳周围的淡淡光辉,这就是日冕!日冕的亮度只有太阳表面的百万分之一,然而其温度却比太阳表面高1百万度。如此反常的现象早在70多年前就被发现了,但至今仍是天文学中最大的谜团之一。     

天空偏振光时域分布稳定性的实验研究

太阳光在穿过大气层时与大气粒子发生散射作用,形成了稳定的偏振光分布模式,与太阳的位置、观测地点的位置以及不同的大气介质等因素有关。瑞利散射模型描述了偏振光在大气中的分布模式,被广泛的用于研究偏振光与太阳的信息传递关系。本文研究基于瑞利散射模型的天空偏振光时域分布稳定性,设计了一个由偏振图像采集系统和方位对准系统组成的实验平台,实现对天空偏振光分布的长时间测量,解算各时刻的太阳方位角和太阳高度角。以天文学年历计算值为基准,得到太阳方位角误差1.34°(1σ)和太阳高度角误差-2.28°(1σ)作为稳定性参数,结果表明天空偏振光时域分布具有较强的稳定性。本实验拓展学生对天空偏振光和大气散射的认识,激发学生兴趣和创新的精神。     

Evaluation of Influence of Multiple Scattering Effect in Light-Scattering-Based Applications

The extinction cross sections of a system containing two particles are calculated by the T-matrix method, and the results are compared with those of two single particles with single-scattering approximation. The necessity of the correction of the refractive indices of water and polystyrene for different incident wavelengths is particularly addressed in the calculation. By this means, the volume fractions allowed for certain accuracy requirements of single-scattering approximation in the light scattering experiment can be evaluated. The volume fractions calculated with corrected refractive indices are compared with those obtained with fixed refractive indices which have been rather commonly used, showing that fixed refractive indices may cause significant error in evaluating multiple scattering effect. The results also give a simple criterion for selecting the incident wavelength and particle size to avoid the ＇blind zone＇ in the turbidity measurement, where the turbidity change is insensitive to aggregation of two particles.