基于MUAM模拟的20世纪末12月平流层十年际变化

利用中高层大气模式(MUAM)研究20世纪末12月平流层气候态的十年际变化,基于一组敏感性试验评估下边界条件、二氧化碳及臭氧浓度变化对平流层温度变化的分别影响,着重探讨了南北极局部增暖的机制差异。结果表明,相较于20世纪80年代,90年代12月北极中上平流层西风减速,中低层增温,这主要与下边界条件变化导致行星1波的上传显著增强(2波削弱)有关。同一时期,南极平流层低层西风加速温度降低,中上层东风减速温度升高,这主要与南极低平流层显著的臭氧损耗有关;下边界条件变化和中层局地的臭氧增加也有一定的贡献,但低层臭氧损耗所诱导的极涡加速使得波传播环境或条件有利于1~2波上传增强(1波主导)至更高高度可能是最终导致中上层增暖的主要原因。

一个诊断极区平流层温度变化的近似方程的检验及应用

根据一个诊断极区平流层温度变化的近似方程及其滑动累加计算方案,采用19802000年的MERRA-2再分析日资料计算了北半球极区低平流层100 hPa逐月的温度增量项、动力加热项和非绝热加热项,以及各项的线性趋势。结果表明,各月温度增量项与累积的动力和非绝热加热之和在气候平均的年循环意义上接近平衡,而且它们的趋势也近似平衡。进一步通过多元回归,得到了动力和非绝热加热作用对当前月温度趋势的分别贡献,动力作用是北极低平流层冬季温度趋势的主导因素并且在冬季内不一致,而非绝热作用在其他季节是主导因素。

探月足式飞跃机器人设计与控制

外星探测器依赖于探测装备完成探测任务,国际上常采用着陆器和巡视器设计外星探测器。外星探测器质量直接影响着探测成本,如果能把着陆器和巡视器融为一体,设计出可在月面反复着陆和行走的飞跃器,则能显著减小外星探测器的质量,大幅减少外星探测的成本。由于人类还没有实现利用腿式机器人探测月球,腿式月球探测飞跃器的开发可体现我国航天领域自主创新能力。依托北京空间飞行器总体设计部(航天五院总体部)与上海交通大学的合作项目“反复着陆器设计”,开展了月面低空飞跃着陆行走四足和六足飞跃探测器初探。飞跃探测器方案采用并联式主动腿式机构,具有在多种复杂地形上主动缓冲着陆和行走的适应能力;设计并采用了一种新型高功率密度力控驱动单元;进行了飞跃探测器的结构优化设计,实现了轻量化;针对着陆和行走过程中的控制问题,提出了主被动复合缓冲设计思路和控制方法,实现了飞跃器着陆过程的缓冲和身体稳定性,具备多次缓冲、自主移动、可收拢展开、着陆姿态调整、复杂地形适应等多种功能。

太阳准周期变化对北半球夏季平流层加热率的影响

采用1979—2013年6—8月欧洲中期数值预报中心ERA-Interim逐月再分析资料和2004—2010年6—8月美国国家大气和海洋管理局太阳光谱辐照度资料,利用北京气候中心大气辐射模式,计算了北半球平流层夏季臭氧加热率(Ozone Heating Rate,OHR)和净加热率(Net Heating Rate,NHR),分析了太阳准11 a变化中太阳活动强年与弱年纬向平均OHR(NHR)的差异,并讨论了差异形成的原因。结果表明:太阳活动强年比弱年的紫外辐射明显要强,导致OHR、NHR整层增强,且随高度增加而增加;臭氧浓度在平流层下层较小,在平流层上层较大,该变化导致OHR、NHR有类似的变化型,且稍向高处偏移;OHR、NHR在平流层上层的变化,由紫外辐射和臭氧共同作用,其他地区均为臭氧起主要作用。

1980—2000年北极平流层冬季十年际变化形势的逐月演变

采用1980—2000年的ERA-Interim再分析资料,计算北半球冬季各月(12月、1月、2月)行星波的Eliassen-Palm(EP)通量及其散度,并按冬季不同月份分析平流层整层温度和纬向风场的十年际变化特征与行星波活动变化的关系。结果表明,温度的十年际变化在高纬度中下平流层12月呈明显增温趋势,1月转为较弱的冷却趋势,2月为明显的冷却趋势。纬向风在中高纬平流层12月呈明显的减速变化,1月减速区与加速区相间分布但强度均较弱,而2月为明显的加速趋势。12月行星波沿低纬度波导向热带对流层顶的传播减弱,沿极地波导向平流层整层的传播明显加强;1月沿两支波导的传播趋势未变但均较弱;而2月行星波沿低纬度波导的传播转为加强趋势,沿极地波导的传播转为减弱趋势。相应地,EP通量散度场的十年际变化形势沿两支波导在12月与2月相反,1月为过渡阶段。因此,北极平流层温度、纬向风、EP通量及其散度场的十年际变化在冬季内呈现一个从北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode,NAM)的负极趋势向正极趋势逐月演变的过程。

Advances in the Researches of the Middle and Upper Atmosphere in China

In this paper we summarize the research results by Chinese scientists in 2016–2018. The focuses are placed on the researches of the middle and upper atmosphere, specifically the researches associated with groundbased observation capability development, dynamical processes, and properties of circulation and chemistryclimate coupling of the middle atmospheric layers.

有载分接开关油质和运行状态关系的模拟试验研究

开展有载分接开关的油质和运行状态关系的模拟试验,搭建试验装置,模拟有载分接开关正常及异常过热运行,探讨有载分接开关的油质(耐压、水分、色谱)和油中金属铜、铁含量随动作次数或故障点过热时间增加的变化规律。

Hardware-in-the-loop simulation for the contact dynamic process of flying objects in space

在地面上的一个严肃环境，自从人首先由飞目标探索了空间，在空间的零严肃的环境的二个飞的目标的接触过程的模拟是一个挑战性的问题。Hardware-in-the-loop (HIL ) 模拟是一个重要、有效的方法在空间测试真实停靠机制的可用性，可靠性，和安全。为 HIL 模拟系统有四个主要问题：能够高频率反应，高运动精确，高速度，和快速的加速的模拟器的设计；为模拟失真的赔偿；为 HIL 模拟进程的一个控制模型的设计；并且试验性的确认。这里，我们与 6-DOF 3-3 建议一个新奇 HIL 模拟器系统垂直平行机制和 3-DOF 3-PRS 平行机制；发现模拟失真的原则；为模拟器的力量测量系统，动态反应，和结构的动力学介绍失真赔偿模型；并且为 HIL 模拟过程提供一个控制模型。二种实验在被动未受潮的有弹性的杆和停靠机制上被执行测试他们的表演并且验证 HIL 模拟器的有效性和可用性。在这份报纸建议的 HIL 模拟系统为开发停靠的空格是有用的， berthing， refueling，修理，升级，搬运，并且 rescuing 技术。