南极泰山科考站

<正>2014年2月8日,在南极大陆广袤的雪域,在位于东南内陆的伊丽莎白公主地区,一座外形酷似中国传统红灯笼的建筑伫立在南极白色的冰盖上,显得十分的耀眼。这就是我国继长城站、中山站、昆仑站之后的第4个南极科学考察站——泰山站。该站是南极内陆度夏站,于2013年年底开工,总面积1000 m2,内部设施完善,可提供20人生活居住。考察站还设计有飞机跑道,设计使用寿命15年。泰山站海拔     

常规气象参数估算南极泰山站近地面大气光学湍流强度

选择最好的天文台址放置大口径望远镜一直是天文学家追求的目标.天文台址的选择与近地面层湍流强度大小以及随高度递减的快慢密切相关.与中纬度最好的天文台站相比,南极大陆具有极低的红外天空背景辐射、极低的可降水含量、极低的气溶胶和尘埃颗粒物含量、非常小的光污染、晴天日数多,无疑成为下一代大型光学/红外天文望远镜在地球上寻找地基站址的理想场所.本文建立了光学湍流强度估算方法,第一次对南极泰山站近地面大气光学湍流强度进行估算.模式输入的气象参数是2013年12月30日至2014年2月10日移动式大气参数测量系统在南极泰山站测量的数据,折射率结构常数C_n~2的估算结果与温度脉动仪实测的C_n~2进行了比较,并对估算方法进行了敏感性分析.测量结果和分析表明:南极内陆近地面C_n~2具有明显的日变化特征,夜晚C_n~2达2×10~(-14)m~(-2/3),比白天强,日出和日落时刻附近出现最小值.C_n~2的模式估算和实验测量的比对表明了模式用来估算南极近地面C_n~2的可行性.C_n~2的模式估算和测量差异最大值往往出现在日出和日落时刻附近.由于南极内陆大气大部分时间处于稳定状态,选用不同的结构常数函数估算的C_n~2值差别不大,0.5 m,2.0 m两高度温差测量精度是影响C_n~2估算值的主要因素.     

从"太空屋"到Neumayer-Ⅲ南极站

 到2008年德国一座新型Neumayer-Ⅲ南极站将投入运行,不排除将采用最先进工艺建造这座南极站的可能性,该工艺最初由欧洲航天局在"太空屋"(SpaceHouse)计划范围内研制。专门从事极地和海洋研究的阿尔弗勒德·韦格纳研究所(德国不来梅港)在2001年提出在南极建造"太空屋"的设想.     

中国南极昆仑站天文台

<正>南极,位于地球最南端,也叫"第七大陆",是人类最后到达的大陆。这里无定居居民,仅有一些来自于其他大陆国家的科学考察人员。根据1961年6月通过的《国际南极条约》规定,南极不属于任何一个国家,它属于全人类,只用于和平目的。早在新中国成立之初,以竺可桢为代表的一批著名科学家就呼吁,中国应当开展极地科学考察,中华人民共和国于1983年正式加入《国际南极条约》,并从此开始了中国南极科学考察之旅。     

南极光学望远镜的氧化铟锡薄膜多相交流电除霜方法

在极地环境(如南极Dome A)中的光学系统,氧化铟锡(ITO)薄膜加热除霜有突出的优势。简述了ITO薄膜除霜原理,指出了目前采用的直流电、点状电极的加热设计存在局部过冷、电极过热、整体加热不均的情况,影响成像质量与除霜效果。给出了加热除霜效果的评估指标,提出了多相交流电、线状电极的新设计,并采用"主路径"分析法进行论证。然后以南极巡天望远镜(AST)为背景,对500 mm口径镜面进行有限元模拟,在等功率条件下,对各加热设计进行评估。使用红外热像仪测量实际镜面:采用新设计后,镜面温度均方差降低了81.65%,峰谷值降低了76.31%。实验结果表明:新设计大幅提高了加热除霜的均匀性和效率,改善了视宁度,有望应用于南极光学望远镜工程中。     

地球磁场的变化

近年来科学家们都知道，地磁场的强度每十年要降低0．5％左右，如果这个趋势继续下去，那么每隔三百万年地球的磁场就可能要发生一次反转，即地球上的南极要变为北极，而北极变为南极．地球磁场的这个现象是不是一个必然的规律，对科学家们来说，还是一个未解决的问题。     

南极红外巡天望远镜红外背景辐射抑制方法

南极Dome A被认为是地球上最为优秀的天文测光、观测台址,尤其在红外波段。为了充分利用Dome A的独特天文观测优势条件以及满足系外行星观测需求和为我国未来南极更大口径望远镜的研制提供经验,提出建造1m可见/红外巡天望远镜。通过掩星法探测系外行星,至少需要万分之五的测光精度,必须很好地抑制或降低系统光机结构的自身辐射。以南极1m可见/红外巡天望远镜为例,进行南极红外望远镜杂散光抑制方法方面的探讨。由于该望远镜采用一次直接成像光学系统,光学结构简单,但无法设置冷光阑,红外背景辐射抑制效率较低。在光学系统设计上把次镜设置为孔径光阑进行优化设计,再详细介绍主镜遮光罩,次镜遮光罩,以及杜瓦瓶内冷光栏的独特设计,通过模拟仿真,自身辐射在像面上的辐照度为6.8×10-10 W/m2,为天空背景辐射在像面上的照度五分之一以下,满足天文观测三分之一要求。     

海王星上甲烷气体的逃逸通道

新一轮的探测显示，正如所预料的那样，海王星的南极比该行星其余地方的温度更高，但仍然是寒冷的（图1）。据参与研究的科学家们称，温度相对较高的南极区域为甲烷气体从大气深处逃逸提供了通道，这为所报道的神秘“热区”提供了解释。     

南极往事——中国科学院物理研究所“我国南极科学考察事业回顾与展望”主题讨论侧记

正"为了你在乎的东西值得冒险"。——《南极大冒险》南极,白雪皑皑的神秘王国,冰封千里的冰雪世界,探险家们梦寐以求的圣地。作为地球上最寒冷的冰雪天险,人类涉足南极的历史不过一百余年。随着人们对南极大陆了解的深入,人们逐渐发现南极地区是地球上具有独特地理环境、     

第十二章 电流的磁场

第十二章电流的磁场练习一磁场电流的磁场一、判断题１．所有载流导线周围都有稳定的磁场。（）２．磁力线是起源于Ｎ极，终止于Ｓ极的有头有尾的曲线。（）３．通电螺线管外部的磁力线是北极出来，进入南极，内部的磁力线跟轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁力...     

基于加权乘代数算法分析全球平流层臭氧垂直分布差异

全球气候变化与南极臭氧空洞的形成促使人们关注大气臭氧含量的变化.臭氧通常通过天底卫星实现全球连续观测,进而获得全球柱浓度,但随着对臭氧的深入研究,全球臭氧分层观测问题也随之出现.本文将加权乘代数算法与辐射传输模型SCIATRAN相结合,采用2011年Chappuis-Wulf波段的SCIAMACHY临边辐射数据,反演出15—40 km高度之间的平流层臭氧廓线,解决了全球臭氧分层观测问题.在全球臭氧分层图中,观测到全球臭氧传输从低纬度地区的形成上升到中高纬度地区的消耗下降的整个过程,这与布鲁尔-多布森环流直接相关.在9—10月南极臭氧空洞最严重时期,南极极地环流对臭氧传输的阻碍作用明显,极地环流出现“透明墙”效果.一方面赤道臭氧难以传输至南极地区进行补充,另一方面南极地区上空存在的臭氧消耗物质滞留导致臭氧消耗加速,低补充和高消耗共同造成南极臭氧空洞.全球臭氧分层观测为全球臭氧研究提供了新的视角,将会促进人们对臭氧形成、传输以及消耗过程的研究.     

物理学家发现磁单极子准粒子

几十年以来，科学家一直在坚持不懈地寻找磁单极子。现在己观察到的磁性粒子南北极都是成对出现的，而要找的磁单极子仅有一个南极或一个北极。2009年9月3日出版的《科学》杂志上，两个凝聚态物理科研组独立报告了他们的可喜发现：固体材料中微小的波动行为很可能是磁单极子存在的迹象。     

地磁翻转可能不是随机的

虽然地磁极性的完全翻转（南极成为北极，北极成为南极）需要几千年才能完成，其影响却是巨大的．地球磁场的变化不仅会影响鸟类迁徙的路径，而且会使地球暴露在危险的宇宙射线中，某些研究者认为这是与6千5百万年前恐龙灭绝类似的大规模物种消失的事件有关的．地球学家认为我们行星内部的磁发动机使极性翻转，但是真正的机制并不很清楚．     

南极大型天文望远镜主镜膜层防霜方法

我国将在南极建设2.5m光学红外望远镜KDUST,为了解决镜面结霜问题,提出了氧化铟锡(ITO)薄膜加热的防霜方法。利用该方法,密封透射结构的南极巡天望远镜(AST)已经成功地应用于南极冰穹A。讨论了ITO薄膜集成于反射膜系用于防霜的可行性、防霜反射镜的制备工艺以及防霜反射镜在不同加热功率下的面形变化情况。实验结果表明,集成了ITO薄膜的反射镜具有防霜功能且对镜面面形的影响较小,有望应用于南极大型反射式望远镜系统中。     

南极海洋芳香烃低温降解微生物的拉曼光谱分析

激光镊子拉曼光谱技术可以实现在自然状态下对单个细胞或细胞器较长时间的观察研究.应用激光镊子拉曼光谱技术实时观察南极微生物低温降解芳香烃过程中单个南极细菌的细胞生长和胞内生物大分子的动态变化过程,收集、分析其拉曼光谱,结果发现:单细胞的拉曼光谱反映了其细胞内部的生命物质组成,南极动球菌 NJ41 和希瓦氏菌 NJ49 生...     

ANITA观测到另一个逆向类宇宙射线事件

正高能宇宙射线粒子不断地轰击地球。当其中某个粒子与大气层中的分子发生碰撞时,产生级联的次级粒子,统称为宇宙射线大气簇射。但这并不是高能粒子与地球相互作用的唯一方式。2006年12月28日,南极脉冲瞬态天线(ANITA)探测到一种"向上的"空气簇射——一股从南极冰面喷发出来的高能粒子。研究团队如今报道了发生在2014年12月12日的第2个这样的事件。     

DomeA冰盖获取全球信息的驱动力

 地球的南北两极,是全球变化的驱动器,是全球气候变化的冷源,也是人类居住的地球与外界联系的重要窗口。尤其是南极,是地球上至今未被开发、未被污染的洁净大陆,那里蕴藏着无数的科学之谜和信息。在全球变化,特别是全球气候变化研究中,起着不可替代的关键作用。对南极科考是当前各国争相进行的热点课题。在南极,尤其是在DomeA冰盖中蕴藏着无数科学之谜和全球气候、环境变化的信息,这些信息是如何由地球的不同地区汇聚到DomeA冰盖的?下面就从DomeA冰盖的地理特征、大气的壳层结构和大气环流等方面进行简要介绍。     

浮空飞行器极地科学探测

1.极地的主要特点传统意义上的“极地”是指地球的两极,即南极和北极。南极地区以南极洲为中心,周围濒临太平洋、大西洋、印度洋三大洋;北极地区以北冰洋为中心,周围濒临亚洲、欧洲、北美洲三大洲。广义的极地还包括青藏高原,被认为是地球的第三极。极地地区气候严寒,是地球的冷源和全球变化的驱动器,尤其是南极,乃是地球上至今未被开发、未被污染的洁净大陆,蕴藏着无数的科学之谜和信息。     

用于光孤子通信的理想分布式放大器

光孤子通讯的一个重要的问题是如何提高光孤子通讯的站间距离，降低线路成本，本文从降低信号在线路中的起伏入手，通过理论分析和计算机模拟，提出了用于孤子通讯的理想分布式光纤放大器的设想，借以降低噪声和提高泵浦站间距，降低线路成本，并对一些设计参数对系统的影响进行了讨论。     

“冰立方”:南极冰层下的巨型中微子望远镜

<正>南极冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory,简称为"冰立方"IceCube)是由美国国家自然科学基金会资助的,正在南极冰下建设的