检索结果-南通市图书馆

首次在北半球平流层西风带探测到汤加火山喷发的气溶胶

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Science Bulletin 2023年第6期68卷 574-577,M0003页

作者：卞建春李丹白志宣徐靖远李倩王颢樾 Holger Vömel Frank G.Wienhold Thomas Peter Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China College of Atmospheric Sciences Lanzhou UniversityLanzhou 730000China Department of Atmospheric Science Yunnan UniversityKunming 650504China Earth Observing Laboratory National Center for Atmospheric ResearchBoulder CO 80301USA Institute for Atmospheric and Climate Science Swiss Federal Institute of TechnologyZürich 168092Switzerland

2022年初,南太平洋汤加火山喷发向平流层注入大量气溶胶和水汽,影响了全球气候.目前对于火山气溶胶演变过程和作用的认识仍存在很大不确定性,尤其在喷发初期,缺乏火山烟羽中微物理量的原位观测数据.汤加火山喷发12周后,球载探测仪在云... 详细信息

2022年初,南太平洋汤加火山喷发向平流层注入大量气溶胶和水汽,影响了全球气候.目前对于火山气溶胶演变过程和作用的认识仍存在很大不确定性,尤其在喷发初期,缺乏火山烟羽中微物理量的原位观测数据.汤加火山喷发12周后,球载探测仪在云南丽江测到火山烟羽,这是在北半球平流层西风带首次实现此类观测.观测数据显示气溶胶数浓度为~1 cm^(-3),粒径集中在0.42~1.27μm,大于背景气溶胶(0.22~0.42μm);在火山烟羽中存在明显的气溶胶与水汽分层现象.这是首次利用原位观测数据给出汤加火山烟羽的微观特征,有助于进一步模拟火山烟羽中的物理化学过程.

关键词：气溶胶火山喷发物理化学过程全球气候烟羽微观特征云南丽江平流层

平流层飞艇用CIGS和HIT阵列计算模型试验研究

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太阳能学报 2021年第4期42卷 186-192页

作者：张衍垒李兆杰王旭巍徐国宁中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院大学北京100049

在进行平流层飞艇光伏能源系统光伏阵列输出功率仿真计算时,需对光伏阵列电性能输出进行准确建模。该文基于平流层飞艇光伏能源系统所用CIGS和HIT光伏阵列的特点,通过引入Lambert W函数理论对太阳电池的精确数学模型进行解耦计算,确定... 详细信息

在进行平流层飞艇光伏能源系统光伏阵列输出功率仿真计算时,需对光伏阵列电性能输出进行准确建模。该文基于平流层飞艇光伏能源系统所用CIGS和HIT光伏阵列的特点,通过引入Lambert W函数理论对太阳电池的精确数学模型进行解耦计算,确定出光伏阵列在标准条件下的性能参数,进而得出计算光伏阵列在任意工况下电性能输出的模型。在此基础上,设计验证试验,将模型计算结果与试验结果进行对比分析。结果显示,模型计算误差≤3%,满足工程应用需求。为平流层飞艇光伏能源系统光伏阵列的设计计算奠定基础。

关键词：平流层飞艇柔性薄膜太阳电池光伏阵列试验研究

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平流层飞艇热敏感因素分析

浙江大学学报（工学版） 2020年第1期54卷 202-212页

作者：程晨王晓亮上海交通大学航空航天学院

以平流层飞艇为研究对象,建立飞艇热特性模型并分析主要的热影响因素.通过有限拆分法,建立完整的平流层飞艇热特性模型.为了使建立的热模型能够适用于不同类型的飞艇,将其外形建模和表面离散化处理,分别采用分布参数法和集总参数法,对... 详细信息

以平流层飞艇为研究对象,建立飞艇热特性模型并分析主要的热影响因素.通过有限拆分法,建立完整的平流层飞艇热特性模型.为了使建立的热模型能够适用于不同类型的飞艇,将其外形建模和表面离散化处理,分别采用分布参数法和集总参数法,对蒙皮单元和内部填充气体进行热特性数值计算.通过相关试验数据对建立的模型及其求解方法的可靠有效性进行验证.分别计算8种不同热影响因素作用下飞艇表面蒙皮温度及内部填充气体温度的变化,对每种因素的影响规律进行定性和定量的分析,得到飞艇热特性的主要敏感因素及不敏感因素,归纳出飞艇蒙皮出现极值温度的条件.比较不同热源对飞艇热特性的影响和规律,给出飞艇热特性模型中的可简化部分.

关键词：飞艇影响因素热特性平流层

赤道西太平洋海面增暖对早春北极平流层极涡的调控

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大气科学 2023年第4期47卷 1217-1230页

作者：姚彬彬施春华郭栋饶建南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院南京210044

平流层极涡异常对冬春季极端天气和极地臭氧亏损有重要指示意义。在1979~2020年ERA5再分析资料中,早春北极平流层极涡年际变率与热带太平洋海温第二模态(主要空间型为赤道西太平洋海温异常)有关。通过CAM5数值模拟,进一步揭示了赤道西... 详细信息

平流层极涡异常对冬春季极端天气和极地臭氧亏损有重要指示意义。在1979~2020年ERA5再分析资料中,早春北极平流层极涡年际变率与热带太平洋海温第二模态(主要空间型为赤道西太平洋海温异常)有关。通过CAM5数值模拟,进一步揭示了赤道西太平洋海温异常影响平流层极涡的途径:冬春季赤道西太平洋增暖时,在暖海温区深对流降水加强,异常的潜热加热通过Matsuno-Gill响应在其西北侧激发了Rossby波(对流层上层的高压异常)。该Rossby波沿大圆路径在北太平洋调整了北半球最强的槽脊系统的强度和位置,从而使得经向风1波分量的振幅减小,经向风3波和温度3波分量的位相差增大。两者分别减弱了下平流层的1波和3波的波作用通量上传,更少的涡动热量通量向极输送促进了春季北极平流层极涡增强。

关键词：平流层极涡赤道西太平洋海面温度 Rossby波

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同位素示踪喜马拉雅山脉的平流层气团入侵

Science Bulletin 2021年第4期66卷 323-326,M0003页

作者：林莽王坤康世昌李友平范忠雨 Mark H.Thiemens State Key Laboratory of Isotope Geochemistry Guangzhou Institute of GeochemistryChinese Academy of SciencesGuangzhou 510640China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Department of Chemistry and Biochemistry University of California San DiegoLa JollaCA 92093-0021USA State Key Laboratory of Cryospheric Science Northwest Institute of Eco-Environment and ResourcesChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences.Chinese Academy of Sciences Beijing 100101China College of Environmental Science and Engineering China West Normal UniversityNanchong 637009China

喜马拉雅山脉地区被认为是平流层气团入侵对流层的重要通道,但仍缺乏足够的观测证据评估平流层入侵过程的强度,及其对青藏高原和周边地区大气与表生环境的影响.本研究使用最新建立的高精度、高敏度宇生同位素硫35(平流层示踪物;半衰期... 详细信息

喜马拉雅山脉地区被认为是平流层气团入侵对流层的重要通道,但仍缺乏足够的观测证据评估平流层入侵过程的强度,及其对青藏高原和周边地区大气与表生环境的影响.本研究使用最新建立的高精度、高敏度宇生同位素硫35(平流层示踪物;半衰期约87日)分析技术,发现珠穆朗玛峰和处于其下风向的中国西南部的大气硫酸盐硫35浓度比其他中纬度地区要高,证明喜马拉雅山脉的平流层气团入侵事件在春季频繁发生,且其影响比我们之前所想要大.另外,本文也发现中国西南部硫酸盐气溶胶中的氧17异常(Δ17O:1.58‰~2.50‰)明显大于中国西部(1.00‰~1.59‰),且与硫35呈正相关关系,表明了硫酸盐Δ17O的变化与气团来源高度相关.硫酸盐Δ17O和其他半衰期较长的宇生同位素的长期变化若能被保存下来,将有机会为青藏高原古大气和古高度的重建提供全新的地球化学指标.

关键词：下风向同位素示踪喜马拉雅山脉地球化学指标示踪物平流层硫酸盐入侵事件

平流层表面介质阻挡放电等离子体流动控制相似准则验证

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高电压技术 2016年第3期42卷 821-827页

作者：陈庆亚田希晖车学科姜家文田学敏聂万胜装备学院航天装备系北京101416

基于翼型Reynolds相似和等离子体射流相似准则,可在地面等效模拟位于平流层的等离子体流动控制效果。首先通过表面介质阻挡放电（SDBD）实验确定地面和平流层激励器的几何参数和放电参数,使等离子体射流具有相同的Reynolds数;然后采用... 详细信息

基于翼型Reynolds相似和等离子体射流相似准则,可在地面等效模拟位于平流层的等离子体流动控制效果。首先通过表面介质阻挡放电（SDBD）实验确定地面和平流层激励器的几何参数和放电参数,使等离子体射流具有相同的Reynolds数;然后采用几何、放电参数已知的激励器来控制翼型在地面和平流层飞行时（Reynolds数相同）的流动分离;最后采用数值模拟得到地面和平流层等离子体放电前后的翼型升力系数。结果表明：在施加流动控制后,翼型在地面条件飞行时的升力系数增幅与平流层基本一致。模拟平流层的准确度与翼型攻角有关,在临界攻角处偏差相对较大,其余攻角处偏差很小。在施加等离子体流动控制后,翼型在地面条件飞行的升力系数与平流层的升力系数在临界攻角处的偏差率在1.27%-5.26%之间;其余攻角处较小,在0.04%-0.98%之间。

关键词：表面介质阻挡放电等离子体平流层翼型 Reynolds相似流动控制

基于DART+WACCM模式搭建的平流层同化、天气预报和气候预测模型研究

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大气科学 2022年第6期46卷 1300-1318页

作者：谢飞田文寿郑飞张健恺陆进鹏北京师范大学系统科学学院北京100875 兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029 南京大学大气科学学院南京210023

本论文基于WACCM(Whole Atmosphere Community Climate Model)模式最新版本WACCM6和DART(Data Assimilation Research TestBed)同化工具最新版本Manhattan,开发了中高层大气温度、臭氧和水汽卫星资料的同化接口,搭建了一个包含完整平流层过程的数值同化、天气预报和短期气候预测模型(此后简称模型);本模型对2020年3~4月平流层大气变化进行了同化观测资料的模拟,并以同化试验输出的分析场作为初值,对5~6月的平流层大气进行了0~30天天气尺度预报以及31~60天短期气候尺度预测的回报试验。结果表明:本模型能较好地重现2020年3、4月北极平流层出现的大规模臭氧损耗事件随时间的演变特征,模拟结果和Microwave Limb Sounder(MLS)卫星观测结果很接近;而未进行同化的模拟试验,虽然可以模拟出北极臭氧损耗现象,但是模拟的臭氧损耗规模相比MLS卫星观测结果要低很多;利用同化试验4月末输出的分析场作为初值,预报的5月北极平流层臭氧体积混合比变化与MLS卫星观测值的差值小于0.5,预测的6月北极平流层臭氧变化只在10~30 hPa之间的区域,与观测之间的差异达到了1 ppm(ppm=10^(-6))。本模型不但改善了北极平流层化学成分变化的模拟,也显著地提升了北极平流层温度和环流的模拟。本模型同化模拟的3~4月、预报预测的5~6月北极平流层温度和纬向风变化与Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications,Version 2(MERRA2)再分析资料结果具有很好的一致性,仅在北极平流层顶部,预报预测的温度和纬向风分别与再分析资料之间的均方根误差(RMSE)约为3 K和4 m s^(-1)。未进行同化的试验模拟的3~4月、预报预测的5~6月北极平流层的温度和纬向风与MERRA2再分析资料之间的RMSE在大部分区域都达到6 K及5 m s^(-1)以上。从全球范围来看,本模型对平流层中低层模拟性能改善最为显著,其预报预测结果与观测值之间的差异,比未进行同化试验的结果,减少了50%以上。

关键词：平流层数值同化天气预报短期气候预测

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相变材料在长期驻空平流层飞艇上的应用探讨

太阳能学报 2021年第3期42卷 456-462页

作者：才晶晶李兆杰张衍垒王旭巍杨燕初梁福鑫中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院大学北京100049 中国科学院化学研究所北京100190

建立平流层飞艇在平飞过程中的热力学综合模型,详细分析太阳辐射、地面反射、红外辐射、对流换热及热传导对内部气体温度变化的影响。分析结论表明飞艇内部气体的昼夜温差较大是影响长期驻空平流层飞艇性能的关键因素。为此,提出将相变... 详细信息

建立平流层飞艇在平飞过程中的热力学综合模型,详细分析太阳辐射、地面反射、红外辐射、对流换热及热传导对内部气体温度变化的影响。分析结论表明飞艇内部气体的昼夜温差较大是影响长期驻空平流层飞艇性能的关键因素。为此,提出将相变材料应用于平流层飞艇,分析相变传热问题的特点,建立相变传热的数学模型,对相变传热问题的求解方法进行分析和比较,并设计实施地面和高空试验,试验结果与分析结果基本一致,即将相变材料应用于平流层飞艇能有效降低飞艇内部气体的日间最高温度,此研究结果可为改善平流层飞艇昼夜温差提供新思路。

关键词：相变材料平流层飞艇热力学模型昼夜温差

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平流层飞艇动力推进系统的分析与设计

航空动力学报 2015年第6期30卷 1407-1413页

作者：刘新强贺卫亮北京航空航天大学宇航学院北京100191

针对平流层飞艇螺旋桨与直流无刷（DC）电动机匹配问题,建立了直流无刷电动机模型和螺旋桨模型;结合匹配设计和直流无刷电动机转速控制,在Simulink中设计了螺旋桨与直流无刷电动机控制系统仿真模型,研究飞艇在0~10m/s巡航速度下动力推... 详细信息

针对平流层飞艇螺旋桨与直流无刷（DC）电动机匹配问题,建立了直流无刷电动机模型和螺旋桨模型;结合匹配设计和直流无刷电动机转速控制,在Simulink中设计了螺旋桨与直流无刷电动机控制系统仿真模型,研究飞艇在0~10m/s巡航速度下动力推进系统控制响应问题;采用图形用户界面（GUI）编写螺旋桨与直流无刷电动机匹配界面,开发了一种螺旋桨与直流无刷电动机匹配软件;得到了飞艇在0~10m/s巡航速度下,螺旋桨工作转速为535~1 071r/min,动力推进系统工作效率为0.558~0.593时推进系统匹配设计的工作曲线,为高空螺旋桨与电动机的匹配设计提供了参考依据.

关键词：平流层直流无刷电动机螺旋桨匹配设计图形用户界面控制响应工作曲线