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基于改进的多分量频率-贝塞尔变换法研究郯庐断裂带潍坊段上地壳径向各向异性结构

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地球物理学报 2024年第3期67卷 1037-1052页

作者：周桂理罗松姚华建中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学蒙城地球物理国家野外科学观测研究站安徽蒙城230026

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构... 详细信息

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构和方位各向异性结构,对于上地壳径向各向异性结构特征鲜有报道.因此,研究该区域上地壳速度模型和径向各向异性结构,有助于更好地认识郯庐断裂带潍坊段浅地壳(V_(SV)),这可能与早期地壳伸展沉积导致的水平变形结构有关.2~5 km,四个区域径向各向异性结构各有不同,但总体处于由负到正的转折状态.这可能因为2~5 km不仅受到断裂结构的控制作用,也受到水平沉积结构的影响,导致径向各向异性结构较为复杂.

关键词：改进的多分量频率-贝塞尔变换法径向各向异性郯庐断裂带沂沭断裂带背景噪声

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安徽涡河流域水化学与同位素特征及水体转化关系

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环境科学 2024年第6期45卷 3196-3204页

作者：许金昭刘桂建司雯刘锐佳王冠宇中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

以安徽涡河流域为研究区域,通过采集涡河地表水、浅层地下水和中深层地下水样品,运用Gibbs图、离子比例和Mix SIAR模型等方法对各类水体的水化学参数和氢氧同位素进行分析,揭示并量化了各类水体之间的转化关系.结果表明,研究区地表水和... 详细信息

以安徽涡河流域为研究区域,通过采集涡河地表水、浅层地下水和中深层地下水样品,运用Gibbs图、离子比例和Mix SIAR模型等方法对各类水体的水化学参数和氢氧同位素进行分析,揭示并量化了各类水体之间的转化关系.结果表明,研究区地表水和地下水主要呈现中性至弱碱性,地表水的水化学类型以Cl·SO_(4)·HCO_(3)-Na和Cl·SO_(4)-Na型为主,浅层地下水以HCO_(3)-Ca·Mg和HCO_(3)-Mg·Na型为主,中深层地下水主要为Cl·HCO_(3)-Na型.各类水体的水化学特征受到岩石风化、蒸发浓缩及正向阳离子交换等多重因素共同影响.地表水和地下水的δ^(18)O和δ^(2)H分布特征表明大气降水是该区域水体的主要补给来源,且地下水δ^(18)O和δ^(2)H值与K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)-浓度存在显著相关性.根据Mix SIAR模型分析结果,地表水接受大气降水和浅层地下水的贡献率分别为46.5%和53.5%;浅层地下水的补给来源分别为大气降水(57.4%)和地表水(42.6%);中深层地下水的补给主要来自上游地下水的侧向径流补给.

关键词：涡河流域氢氧稳定同位素水化学特征转化关系 MixSIAR模型

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基于单比特采样的相干多普勒测风激光雷达

光学学报 2024年第16期44卷 357-361页

作者：吴柯南胡佳栋夏海云裘家伟袁金龙魏天问南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026

相干多普勒测风激光雷达(CDWL)在大气探测中被广泛应用,但传统的CDWL因多比特采样导致原始采样数据难以保存。提出了一种基于单比特采样的CDWL方案,利用时间交织采样技术,等效构建高速单比特模数转换器,有效降低原始采样数据存储的难度... 详细信息

相干多普勒测风激光雷达(CDWL)在大气探测中被广泛应用,但传统的CDWL因多比特采样导致原始采样数据难以保存。提出了一种基于单比特采样的CDWL方案,利用时间交织采样技术,等效构建高速单比特模数转换器,有效降低原始采样数据存储的难度,同时降低计算复杂度和功耗。通过连续观测实验对比单比特和多比特采样的CDWL的功率谱特征值,风速差异的均值在0.08 m/s以内,其标准差在0.86 m/s以内。实验结果表明,单比特采样可以保持CDWL的性能,同时有效地减少原始数据量,展示了其在CDWL应用中的潜力。

关键词：激光雷达大气光学气溶胶探测光电子学

星系-星系透镜效应下星系大小与晕质量的相关性（英文）

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天文学报 2024年第4期 167-184页

作者：闫大伟王晴晴张聪聪罗文涛方文娟张育飞李佳迅中国科学技术大学物理学院天文系中国科学技术大学天文与空间科学学院乐山师范学院数理学院

星系-星系透镜技术可用于研究星系大小与晕质量的相关性.按照星系大小、恒星质量和颜色将来自斯隆数字巡天第7次发布的数据（SDSS DR7）中的星系群样本的星系样本分为不同的子样本.通过对每个星系子样本的面密度超出进行建模以获得其晕... 详细信息

星系-星系透镜技术可用于研究星系大小与晕质量的相关性.按照星系大小、恒星质量和颜色将来自斯隆数字巡天第7次发布的数据（SDSS DR7）中的星系群样本的星系样本分为不同的子样本.通过对每个星系子样本的面密度超出进行建模以获得其晕质量.没有在红/蓝星系大小与晕质量之间观察到强相关性.红/蓝星系大小与晕质量关系的拟合斜率分别为-0.0023-0.0054+0.0002和0.0237-0.0108+0.0004.通过使用Illustris-TNG （下一代Illustris项目）数据集提供的半质量半径,可以将观测的结果与Illustris-TNG的模拟结果进行比较.与观测不同的是, Illustris-TNG模拟的晕质量呈现出增加的趋势,这主要是由于恒星质量与星系大小之间存在正相关性.当晕质量除以恒星质量时,这种依赖性消失了,表明Illustris-TNG的模拟结果与观测的结果相似.

关键词：引力透镜:弱星系:晕星系:基本参数方法:数据分析

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电子粒子观的蜕变

物理 2024年第1期53卷 1-11页

作者：牛谦高阳中国科学技术大学物理学院合肥230026

在固体理论研究早期,电子被认为是满足牛顿力学的经典粒子。随着20世纪前半段量子力学的逐步建立,微观粒子的波动性成为精确理解微观世界的关键。这也深刻影响了人们对晶体中电子的认识:电子以布洛赫波的本征形式存在于晶体中,而其粒子... 详细信息

在固体理论研究早期,电子被认为是满足牛顿力学的经典粒子。随着20世纪前半段量子力学的逐步建立,微观粒子的波动性成为精确理解微观世界的关键。这也深刻影响了人们对晶体中电子的认识:电子以布洛赫波的本征形式存在于晶体中,而其粒子性则以波包形式在大于晶格间距的空间尺度上存在。自1980年以来,人们发现布洛赫波的几何相位在固体理论中不可或缺,这进一步完善了晶体中电子的粒子观。文章旨在跟随整个固体物理研究框架的进展勾画出电子粒子观演变的大致轮廓,以一些关键物理问题为例解释电子粒子观的内涵并展示其在固体物理研究中的价值。

关键词：晶体电子波动性粒子观经典动力学布洛赫波波包几何相位半经典动力学

EAST装置上电子回旋辐射成像诊断系统的绝对标定方法

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物理学报 2024年第13期73卷 220-228页

作者：裴柏杨庄革谢锦林周乙楠中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026

电子回旋辐射成像(ECEI)系统可以对托卡马克等离子体芯部极向方向上二维的电子温度剖面的相对扰动进行高时空分辨率的测量.对ECEI系统进行绝对标定之后,可以提供二维绝对电子温度剖面及其扰动,为芯部不稳定性的研究提供实验数据支持.本... 详细信息

电子回旋辐射成像(ECEI)系统可以对托卡马克等离子体芯部极向方向上二维的电子温度剖面的相对扰动进行高时空分辨率的测量.对ECEI系统进行绝对标定之后,可以提供二维绝对电子温度剖面及其扰动,为芯部不稳定性的研究提供实验数据支持.本文通过衡量锯齿崩塌前后的温度变化来确定锯齿反转面空间位置,并基于反转面拟合芯部的磁面位置及形状.根据等离子体平衡时同一磁面对映同一温度的假设,对ECEI所有通道进行标定,结果表明ECEI与一维电子回旋辐射仪(ECE)在测量同一位置的等离子体温度时,其不同时间信号的平均值的相对误差为6%,并可以有效用于锯齿不稳定性的研究.

关键词：等离子体诊断标定锯齿电子回旋辐射成像

利用脉冲星计时阵列限制标量诱导的随机引力波背景

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科学通报 2024年第12期69卷 1517-1519页

作者：周柄辰宇宙线教育部重点实验室(西藏大学) 拉萨850000 西藏大学理学院物理系拉萨850000 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学物理学院深空探测实验室/天文学系合肥230026

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究... 详细信息

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究中,暴胀宇宙学[1]是一种被广泛接受的理论,解释了宇宙微波背景辐射中观察到的各向异性.在暴胀期间,量子涨落通过时空的膨胀迅速延伸到宇宙尺度,随后缓慢演化,最终形成了我们今天看到的大尺度结构.这些扰动的统计性质可以提供关于宇宙膨胀早期阶段的信息,涵盖了大约e 7倍的开始阶段.然而,为了解释我们今天所看到的宇宙,需要大约e 60倍的膨胀过程,其中仍然有约e 50倍的阶段是不确定的.在暴胀后期阶段,退出哈勃半径的涨落对我们宇宙中的小尺度各向异性贡献至关重要,这些涨落会受到非线性天体物理过程的影响.另一方面,在热大爆炸阶段之前产生的引力波信号可以为我们提供关于小尺度的现象学信息.

关键词：大尺度结构天文现象暴胀宇宙宇宙膨胀引力波哈勃早期宇宙量子涨落

北半球夏季热带和副热带昼间云粒子有效半径廓线特征的分析

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大气科学 2024年第5期48卷 2031-2044页

作者：吴振豪傅云飞中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

云粒子有效半径是云微物理中的重要参数,准确获取云粒子有效半径的分布特征对分析云形成、降水及灾害性天气预报、地气辐射收支等都具有重要意义。利用1998~2012年6~8月(夏季)热带测雨卫星(Tropical Rain Measuring Mission,简称TRMM)... 详细信息

云粒子有效半径是云微物理中的重要参数,准确获取云粒子有效半径的分布特征对分析云形成、降水及灾害性天气预报、地气辐射收支等都具有重要意义。利用1998~2012年6~8月(夏季)热带测雨卫星(Tropical Rain Measuring Mission,简称TRMM)搭载的可见光/红外扫描仪(Visible and Infrared Scanner,简称VIRS)的探测资料,分析了夏季热带和副热带地区云粒子有效半径的空间分布和廓线特征。结果表明云粒子有效半径在空间上分布不均匀,粒子尺度分布在5~30μm之间,局部尺度可达30μm以上,并且洋面的云粒子有效半径相比陆面的云粒子有效半径更大;标准差多分布在2~10μm之间,但局部可达10μm以上。不同区域的云粒子有效半径垂直廓线分布表明,随着亮温的降低,云粒子有效半径先增后减;对于小的云粒子有效半径,洋面比陆面的云粒子有效半径廓线大,且北半球副热带比南半球副热带的云粒子有效半径廓线大;对于大的云粒子有效半径,各区域间的云粒子有效半径廓线差异较小;云粒子有效半径标准差廓线分析表明,小粒子、适中粒子和大粒子的标准差大值分别位于冰云、混合云和水云区。本研究结果为模式模拟热带和副热带区域云中粒子有效半径分布特征提供了观测依据。

关键词：云粒子有效半径垂直廓线热带测雨卫星(TRMM) 可见光/红外扫描仪(VIRS) 云参数

北太平洋维多利亚模态(VM)与海洋性大陆秋季降水年际关系的年代际变化

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大气科学 2024年第4期48卷 1444-1456页

作者：朱科旭任保华郑建秋中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

本文利用HadISST和ERSSTv5海表温度、EN4次表层海温数据、CMAP降水和ERA5再分析资料,研究了北太平洋春季海表温度与海洋性大陆秋季降水年际变化之间的关系及年代际变化特征。研究表明:(1)北太平洋维多利亚模态(VM)是北太平洋春季海表温... 详细信息

本文利用HadISST和ERSSTv5海表温度、EN4次表层海温数据、CMAP降水和ERA5再分析资料,研究了北太平洋春季海表温度与海洋性大陆秋季降水年际变化之间的关系及年代际变化特征。研究表明:(1)北太平洋维多利亚模态(VM)是北太平洋春季海表温度EOF第二模态,其与秋季海洋性大陆的降水存在显著的负相关关系。(2)春季的VM为正(负)位相时,通常伴随太平洋经向模态的正(负)位相和西北太平洋的冷(暖)海表温度异常,海表温度梯度会导致赤道太平洋的西风(东风)异常,影响东传的赤道开尔文波,在赤道中东太平洋形成暖(冷)海温异常,再通过Bjerknes正反馈,西风异常和赤道中东太平洋的海温异常维持到秋季,秋季时出现较成熟的厄尔尼诺(拉尼娜)事件。再通过沃克环流,海洋性大陆出现异常下沉(上升)运动和低层辐散、高层辐合(低层辐合、高层辐散)的环流形势,产生降水负(正)异常。(3)春季的VM和秋季的海洋性大陆降水年际变化的关系在2003年发生了年代际转变,1979~2002年春季VM与秋季降水在年际变化上有显著的负相关,而2004~2020年相关关系转变为不显著。造成这个年代际转变的原因是北太平洋涛动(NPO)在2004~2020年强度减弱、位置移动,导致VM南部海表温度关键区受NPO的影响减弱,从而振幅减弱,使得VM的南部和北部海表温度关键区的经向梯度减弱,VM强度减弱,最终导致相关系数降低。

关键词：北太平洋维多利亚模态海洋性大陆秋季降水北太平洋涛动年代际转变

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