小人物 大能量——记武安市乐宜居物业服务有限公司总经理张衡

物业工作大到小区设备、消防等运行安全,小到路边的烟头垃圾,丝毫马虎不得。十几人对上千人,且人人诉求不一,事难做、理难讲、责难分、人难为,当了13年“物业人”的张衡深知物业工作的繁琐艰难。武安市的御景城、融景城、嘉景城、观澜城和星河城,5个小区合计三千余住户,小到邻里拌嘴大到水电供暖,凡事张衡都是亲力亲为,尽心尽力尽责。上午他积极调解住户邻里纠纷,下午投身到小区环境整治中,傍晚吃了饭又要做“守夜人”。工作繁琐又累人,但他却乐在其中。

从屈原、贾谊到张衡赋作看早期文人精神家园的构建

“士不遇”几乎是中国古代文人的普遍遭遇,面对不得志的现实困境,他们选择了用不同方式建构起自己的精神家园。从屈原的上下求索、舍生取义,到贾谊的全身远害、自珍自藏,再到张衡的归趣田园、意隐逍遥,可以梳理出中国早期文人士大夫构建精神家园的轨迹和脉络,感悟不同时期文人的心灵追求和精神境界。特别是张衡的《归田赋》,以其特有的艺术魅力在赋坛上独领风骚,对于中国早期文人精神家园的构建具有标志性的意义,同时也给予生活在快节奏、高压力下的现代人一些启示。

张衡制造地动仪

张衡是东汉时期南阳人。十七岁那年,他离开家乡,先后来到长安和洛阳,后入洛阳太学学习。永初五年,张衡应召入京,他先是在宫里做郎中、尚书侍郎,继而又担任了太史令,执掌天文、历算。这个工作正好符合他的研究兴趣。经过多年的观察研究,他断定地球是圆的,月亮的光源是借太阳的照射而反射出来的。

张衡地动仪工作原理探究

张衡地动仪至今仍未得到公认的复原模型,通过对张衡的哲学思想、科学成就等史料研究,对袁宏著《后汉纪》中描述地动仪的文字内容进行分析,对张衡研制的“地动仪”和“水运浑象”进行比较,认为地动仪为自动运行一体化精密仪器,可实现对微弱地振动信号感知、放大和记录功能。结合当时的历史背景和科技水平,提出了三点悬挂复合物理摆+机械杠杆放大的地动仪复原技术方案,详细介绍了地动仪摆锤的悬挂方式、八个方向地振动信号的提取、机械杠杆放大机构和擒纵机构的设计思路,并研制了实验样机,证实地动仪工作原理具有科学性,且能与文献中描述地动仪的文字内容相互验证。

大数据存储技术在张衡一号卫星数据服务中的应用

随着张衡一号卫星监测数据的不断增加,目前的HDF5文件存储方式不仅在性能扩展性、读写并发性等方面凸显出劣势,而且无法实现对业务数据的精准时空查询,给用户带来很大困扰。为解决对海量卫星数据的高效存储和读取,分析了HBase数据库和ElasticSearch搜索引擎的优缺点,提出了一种基于二者相结合的卫星大数据存储方案,并搭建了Hadoop架构的大数据试验平台,完成了对张衡一号卫星空间电场超低频(ultra-low frequency, ULF)频段数据的存储试验和对比测试。结果表明,该方案大大提高了对海量卫星观测数据的读写并发性能,达到当前文件存储方式的几十倍,并实现了对卫星数据的精准定位和快速查询,很好地满足了用户要求。

基于张衡一号卫星波动观测的人工甚低频台站信号特征统计分析

地基人工甚低频(10~30 kHz)台站信号可以穿透电离层,甚至泄露进地球磁层,从而导致内辐射带高能电子的沉降.研究人工甚低频台站信号的特征对于研究辐射带电子的损失具有重要的科学意义.基于张衡一号卫星2019—2022年的电场观测数据,本文对全球10个人工甚低频台站在电离层中的信号特征进行了研究,统计分析了电离层中人工甚低频台站信号的昼夜差异、季变规律、对地磁活动水平的依赖性,及其在地磁共轭区的分布特征.结果表明,人工甚低频台站信号会传播至台站上空电离层及其共轭区,信号辐射范围及强度与台站的发射功率呈正相关.电离层电子密度对甚低频信号的传播具有重要影响,在夜侧和当地冬季,电离层电子密度相对较小时,泄露进入内磁层的人工甚低频台站信号较强,而信号强度受地磁活动影响很弱.在台站上空,信号增强区域以穿刺点为中心呈现近圆形分布,并存在明显的波模干涉效应,在共轭半球,信号增强区域中心相对共轭穿刺点会发生极向漂移(L<2的台站)或赤道向漂移(L>2的台站),但所有台站的电波能量都被限制在1/2赤道电子回旋频率磁壳以内的区域.这些统计观测特征表明,发射台站位于较低L值(L<1.4)的人工甚低频台站信号在内磁层中主要以非导管模式传播到共轭半球,而发射台站位于较高L值(L>2.6)的人工甚低频台站信号主要以导管模式传播.

基于张衡一号卫星数据的中国区域岩石圈磁场球冠谐分析

张衡一号卫星于2018年2月成功发射升空,卫星上搭载有测量地磁场的高精度磁强计,包括标量和矢量磁力仪.本文基于张衡一号卫星2018年3月—2022年5月的标量磁测数据,利用球冠谐分析进行中国区域的岩石圈磁场建模工作.首先选取地磁活动平静时期(Kp≤2o)的夜侧数据,来减少外源场的影响;然后,利用CHAOS-7模型计算值去除主磁场和外源场,得到岩石圈磁异常值,再利用球冠谐分析进行中国区域的地磁场建模,得到最大阶数为53.17(对应地表波长为752 km)的球冠谐模型.该模型可以明显揭示出中国及邻区的主要岩石圈磁异常,包括位于我国塔里木盆地、四川盆地、松辽盆地和境外的贝加尔湖、孟加拉盆地附近的高值磁异常,以及位于青藏高原南部的东西向低值磁异常.为了对模型结果进行进一步分析,将其与Swarm-A卫星数据球冠谐建模结果和CHAOS-7球谐模型结果在不同高度上进行了对比,主要磁异常的分布基本一致,而且在向下延拓到100 km高度时,本文的模型也能够提供比较稳定的结果,但是在幅值和磁异常形态细节上存在一定差异.

基于张衡一号电磁卫星的夏季磁静日新疆区域上空电离层电子密度变化特征

采用张衡一号电磁卫星朗缪尔探针(Langmuir Probe,LAP)载荷原位电子密度对夏季磁静日时段新疆区域(30°~55°N,70°~100°E)的顶部电离层N e进行分析。通过分析日侧和夜侧的数据变化曲线:40°~55°N范围内N e数据变化平稳,日侧N e值平均高于夜侧N e值的2倍,其中夜侧N e值稳定在0.5×10^(10) cm^(-3)~1.0×10^(10) cm^(-3),日侧N e稳定在1.0×10^(10) cm^(-3)~1.5×10^(10) cm^(-3);而30°~40°N范围上N e数据波动较大。根据地方时特征分析结果表明:无论是夜侧还是日侧,随着纬度的降低N e值逐渐增大,N e值最大达到5.25×10^(10) cm^(-3)。研究区域范围内N e日侧、夜侧在不同纬度、不同地方时具有显著不同的特征形态。

张衡一号电磁卫星在轨情况及主要的科学成果

张衡一号电磁卫星是中国地震立体观测体系的天基观测平台,其科学目标是获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子数据,对中国及其周边开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪,弥补地面观测的不足,探索地震监测预测新途径.张衡一号电磁卫星系列的第一颗试验卫星于2018年2月成功发射,现已在轨稳定运行4年多;第二颗同类电磁卫星将于2023年6月左右发射.在轨测试、交叉定标工作表明张衡一号电磁卫星具备良好数据质量.在科学产出方面,张衡一号卫星全球地磁场参考模型是全球地磁场参考模型(IGRF)构建一个多世纪以来,唯一由中国科学家牵头且唯一采用中国数据制作的全球地磁场参考模型;基于张衡一号的电离层电子密度3D模型很好地重现了电离层结构特征;张衡一号电磁卫星在地震等自然灾害、空间天气事件监测方面显示出了良好的响应能力;在圈层耦合机理方面,关于地震电磁波跨圈层传播全波计算方法能够计算出岩石圈-电离层波导及电离层中的电磁场变化,证实了张衡一号卫星电磁场载荷探测地震低频电磁异常的能力.张衡一号卫星能够反映岩石圈的地震、甚低频发射站、岩石圈磁异常、大气层的闪电等活动.科学研究结果表明张衡一号电磁卫星与其它观测结果一致,具备良好的数据质量,将为地球物理、空间物理等相关领域持续提供数据支撑.

张衡一号卫星探测的赤道附近电场分布及其与电离层分布的关系

利用张衡一号卫星搭载的电场探测仪(Electric Field Detector,EFD)获得的VLF频段2019年电场功率谱数据,研究赤道附近区域近东西向电场的背景分布、季节变化以及与电离层背景的关系。结果表明:白天电场背景在赤道及其附近随季节呈不同波形结构,以3波、4波为主;夜间电场背景规律性稍差,仍呈随季节变化的经向波形结构分布特征;白天电场背景与电离层背景的季节变化呈高度正相关性,春秋季为峰值;夜间电场背景的季节变化特征是夏冬季峰值,与夜间电离层背景整体上呈负相关性。VLF电场功率谱观测数据与电离层观测数据在较大和较小空间尺度上的统计特征上都具有一致性。EFD载荷为电离层相关科学问题的研究及应用提供了一个可以使用的电场观测数据集。

基于张衡一号卫星监测的2021年青海玛多7.4级地震前电离层效应

本次研究围绕张衡一号(ZH-1)卫星监测到的2021年青海玛多Ms7.4地震前的电离层效应,采用上下四分位距法和小波变换法处理ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)探测到的电子密度N。和等离子体分析仪(PAP)探测到的离子密度N:(He+和O+)数据,经分析发现Ne、He+密度和0+密度在震前7天(2021年5月14日)和5天(2021年5月16日)出现同步异常。在此基础上,基于地球物理异常多项证据,分析认为2021年玛多Ms7.4地震孕育过程包括应力扩张早期、应力扩张晚期和临震加速期,该地震可能通过岩石圈一大气圈一电离层耦合模型的声重波、电磁波通道影响了电离层。

张衡地动仪:一个系统工程视角的讨论

21世纪以来,地震科技全面进入系统工程时代。在这一形势下,张衡地动仪作为中国古代的一项伟大发明,仍有重要的启示。本文试图从系统工程的角度,讨论张衡地动仪的科学意义和实际作用。

张衡科学成就的计量史价值

汉代是中国古代计量科学发展史上的一个重要时期,张衡是这个时期的重要代表人物。张衡,字平子,南阳人,生于东汉章帝建初三年(78年),卒于顺帝永和四年(139年),享年62岁。在科学史上,张衡首先是以天文学家的身份为人们所熟知的,在天文、地震等领域做出了卓越成就。那么,他的科学成就在计量史领域有何价值呢?

"木圣"张衡

张衡(78年—139年),字平子,南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)人,南阳五圣之一,与司马相如、扬雄、班固并称汉赋四大家。中国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家,历任郎中、太史令、侍中、河间相等职。张衡的祖父张堪,被光武帝刘秀任命为蜀郡太守。张衡像他的祖父一样,自小刻苦好学,少年时便会做文章。16岁以后曾离开家乡到外地游学。

张衡一号卫星:为地球"把脉"助防震救灾

当地时间 2 月 6 日,土耳其发生两次 7.8 级地震和多次余震,导致周边国家和地区出现重大伤亡.那么地震可以预报吗?航天技术在防震工作中能够起到怎样的作用?近日,张衡一号卫星计划首席科学家兼工程副总设计师、中国科学院国家空间科学中心研究员申旭辉解答了相关问题.

张衡一号空间电场探测仪设计

张衡一号空间电场探测仪为我国首发电磁监测试验卫星(CSES)主载荷。基于探测原理以及与轨道等离子体环境电势耦合模型,论述了张衡一号双探针式空间电场探测仪设计基本原则和依据;针对不同的轨道等离子体环境条件和鞘层厚度,阐述了相应的球形探针收集电流、相对耦合电势及鞘层阻抗的数学表达,分析了该探测仪电场探测精度的影响因素以及主动偏置电流效应,研究表明,对于CSES飞行轨道环境条件,采用施加负向偏置电流,可使得探针鞘层阻抗小于1×105Ω,从而提高空间电场探测精度;研究了张衡一号空间电场探测仪探针间耦合电势差测量等效电路模型和球形探针最小几何半径设计约束条件,结果表明,对于CSES飞行轨道通常等离子体环境条件,当球形探针几何半径r3×10-2m时,可实现两球形探针电势差测量偏差系数α!10-6的设计要求。在以上基础上,叙述了张衡一号空间电场探测仪球形探针结构与电子学设计,并简述了探测系统主要组成、工作模式和频段等。

张衡地动仪的科学性及其历史贡献

介绍了地面振动的两大分类、验震器和报警器的基本区别以及地面振动的科学检测方法,指出地动仪是对天然验震器——悬挂物的模仿和发展,史料中有关地动仪的结构、大小、反应、关系和应用5个方面的记述具有明确的地震学意义,并给出了3个重要的限制性参数。正是由于史料中存在这些实质性的技术内容和定量参数,使仪器的真实性和科学性得以确认,并使地动仪的科学复原成为可能。张衡利用惯性摆原理成功地开创了人类测震实践的先河,并在保留地动记录和检测微弱信号方面做出了两个重要的贡献。地动仪的成功曾经在现代地震学起步阶段起过重要的思想启迪作用,产生了深远的社会影响。

张衡地动仪与公元134年陇西地震

陇西地震是张衡地动仪的惟一测震实例，亦是检验地动仪复原模型是否合理的一个关键性判据．但长期以来，一直被误作公元138年2月28日的金城-陇西地震，因与史料矛盾而被国内外的研究所否定．本文通过对史料的详细考证，特别分析了《后汉书》对陇西地震的描写、各种史料揭示的当时历史背景、张衡的生平、张衡的诗文、汉代地名考，对比了清朝5次历史地震，估算了其烈度衰减，得出结论：这次陇西地震的时间应为公元134年12月13日（阳嘉三年十一月壬寅）．作为一个粗估，其震中在天水一带，震级约7级．张衡晚年的悲剧也与这次地震有关．本文还利用近年3次陇西地震在洛阳台的宽频带地震记录，从震级定义、数字宽频带地震记录和小震记录合成大震记录等3个方面进行了数值模拟．得到洛阳灵台处的水平向最大地动位移应为6～8mm，最大加速度则不大于10^-2m／s^2．这些结果对新完成的张衡地动仪的科学复原模型起到了重要的定量检测作用．

张衡候风地动仪的原理复原研究

候风地动仪复原研究的分歧源于工作原理不清 ,影响到外形复原的合理性和对地动仪科学地位的公正评价。针对百年来悬垂摆和直立杆这两种基本原理的猜测 ,作者从现代地震学的角度出发 ,对验震器的特点、《后汉书》的记载、都柱结构与运动、陇西历史地震、洛阳的烈度以及洛阳地震台的现代地震记录图等进行了研究。认为候风地动仪的工作原理是悬垂摆 ,触发地动仪运动的是瑞利面波 ,共振起到放大作用。长期流行的直立杆原理 (曾一度被误称为“倒立摆”)是不合理的。