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基于中国中东部多站流星雷达的二维风场观测研究
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作者 鲁茂林 易稳 +3 位作者 曾洁 薛向辉 叶海伦 陈廷娣 《地球与行星物理论评(中英文)》 2024年第3期329-343,共15页
全天空流星雷达广泛应用于中间层-低热层大气水平风场的观测,为研究该区域大气风场的变化特征提供了重要数据支持.目前流星雷达主要采用单站观测模式,没有水平分辨率,并且只能探测流星区域的大气平均水平风场.为了得到更加丰富且精准的... 全天空流星雷达广泛应用于中间层-低热层大气水平风场的观测,为研究该区域大气风场的变化特征提供了重要数据支持.目前流星雷达主要采用单站观测模式,没有水平分辨率,并且只能探测流星区域的大气平均水平风场.为了得到更加丰富且精准的中间层-低热层大气风场信息,本研究介绍了建设在中国安徽地区的多站流星雷达系统,该系统包括安装在蒙城(33.36°N,116.49°E)的一台单站流星雷达和长丰(31.98°N,117.22°E)的一台远程接收机,两地直线距离约为167 km.相比于单站流星雷达,多站流星雷达系统探测到的前向散射流星数目增加了约70%,并且一般可以提供400 km×400 km以上的水平观测区域.除此之外,多站流星雷达系统还可以提供更加丰富的流星观测角度.新多站系统可以实现中间层-低热层大气二维水平风场的观测,在获取平均水平风场以及风场水平梯度的同时,还可以估计水平风场的散度、相对涡度和拉伸、剪切形变信息.多站流星雷达能够提供更多的水平风场参数,对进一步研究中间层-低热层区域的大气动力学过程具有重要意义.不仅如此,未来即将建成的多站流星雷达观测网将会实现中国中东部地区上空的中间层-低热层大气高时空分辨率的三维风场观测,这将有利于促进我们对中间层-低热层区域内的各类波动过程的理解. 展开更多
关键词 流星雷达 中间层-低热层大气 大气水平风场
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空间物理学科发展战略研究 被引量:1
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作者 王赤 汪毓明 +12 位作者 田晖 李晖 倪彬彬 符慧山 雷久侯 薛向辉 崔峻 尧中华 罗冰显 张效信 张爱兵 张佼佼 李文亚 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期9-42,共34页
空间物理学是人类进入空间时代后迅速发展起来的一门新兴的多学科交叉的前沿基础学科。其将太阳和太阳风控制的日球层空间作为一个系统,研究太阳/太阳风与行星/彗星的上层大气、电离层、磁层乃至星际介质之间的相互作用。空间物理学从... 空间物理学是人类进入空间时代后迅速发展起来的一门新兴的多学科交叉的前沿基础学科。其将太阳和太阳风控制的日球层空间作为一个系统,研究太阳/太阳风与行星/彗星的上层大气、电离层、磁层乃至星际介质之间的相互作用。空间物理学从本质上讲是一门实验科学,空间物理探测是空间物理学发展的基础。进入新世纪,随着空间基础设施和人类高技术活动的日益频繁,空间物理学进入新的发展阶段,强调科学与应用的密切结合。近年来,空间物理学取得了一系列重要进展。本文对接国家自然科学基金委地球科学部“宜居地球-地球系统科学”的顶层战略设计,梳理总结近年来空间物理各学科发展动态和趋势,凝练中国空间物理学未来发展的重点领域,优化学科布局,推进空间物理各学科的高质量发展。 展开更多
关键词 空间物理 发展动态 战略规划
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平流层飞艇激光风速仪的设计和分析
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作者 杨靖 韩於利 +3 位作者 薛向辉 陈廷娣 赵一鸣 孙东松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期143-154,共12页
准确的风场数据对于平流层飞艇实现长时间驻空任务有着重要的安全保障作用。针对20 km高度处空气稀薄的特点,为实现平流层飞艇航行环境的风场探测需求,设计了波长为532 nm的直接探测多普勒光纤激光风速仪。使用双通道法布里-珀罗标准具... 准确的风场数据对于平流层飞艇实现长时间驻空任务有着重要的安全保障作用。针对20 km高度处空气稀薄的特点,为实现平流层飞艇航行环境的风场探测需求,设计了波长为532 nm的直接探测多普勒光纤激光风速仪。使用双通道法布里-珀罗标准具为鉴频器和波长可调谐的脉冲光纤激光器,完成了系统的结构设计。系统参考了相干测风激光雷达的光路设计,采用收发合置的望远镜设计方案,无探测盲区,接收视场角较小,提高了全天探测的性能。利用液晶相位延迟器的光束偏振特性可实现光路探测方向的控制。以最小的风速探测误差为标准,通过仿真分析选取了法布里-珀罗标准具的各项参数,并对系统的风场探测性能进行了分析。仿真过程中,激光器的平均功率为500 mW,积分时间为10 s,距离分辨率为100 m,分析结果表明,风速误差在500 m探测距离内小于1 m/s,计算得出的风向误差在风速大于10 m/s的情况下,其风向精度优于5°。 展开更多
关键词 平流层飞艇 激光风速仪 法布里-珀罗标准具 液晶相位延迟器
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我国空间环境天/地基监测平台的发展态势和展望 被引量:8
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作者 王赤 陈志青 +17 位作者 胡连欢 胡泽骏 薛向辉 徐轻尘 张贤国 李发泉 王威 宗位国 杜丽芳 袁伟 王一楠 刘正宽 丁宗华 郝永强 张清和 罗冰显 王喜珍 龚晚林 《航天器环境工程》 北大核心 2021年第3期225-239,共15页
文章简要回顾我国空间环境天/地基监测设施的发展历程,重点阐述发展现状,并分析未来发展方向。目前,我国的空间环境天基监测已具备一定规模,覆盖主要的轨道类型,探测要素基本齐全,正在工程实施阶段的太阳风‒磁层相互作用全景成像卫星(SM... 文章简要回顾我国空间环境天/地基监测设施的发展历程,重点阐述发展现状,并分析未来发展方向。目前,我国的空间环境天基监测已具备一定规模,覆盖主要的轨道类型,探测要素基本齐全,正在工程实施阶段的太阳风‒磁层相互作用全景成像卫星(SMILE)计划、空间先进太阳观测台(ASO-S)计划,以及规划中的日地拉格朗日L1点监测,将促进天基监测能力的大幅提升。地基监测方面,网络化综合监测能力快速发展,“子午工程”二期正在建设的覆盖全国和高/中/低纬的、日地空间全圈层的立体式监测网络将使我国地基监测能力步入世界先进行列。同时,国际子午圈大科学计划的有序推进标志着我国空间环境地基监测正迈出辐射全球的步伐。我国空间环境监测平台已经进入天/地基融合发展的新阶段。 展开更多
关键词 空间环境监测 天基监测 地基监测 空间天气
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高层大气探测激光雷达研究进展 被引量:12
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作者 杨勇 程学武 +2 位作者 杨国韬 薛向辉 李发泉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期566-579,共14页
大气探测激光雷达利用激光与大气的相互作用来主动遥感测量大气参数,在大气科学研究、环境监测、气象预报等领域发挥着越来越重要的作用。大气密度随高度呈指数下降,对流层以上的高层大气密度稀薄,探测难度较高,探测手段较少,探测数据... 大气探测激光雷达利用激光与大气的相互作用来主动遥感测量大气参数,在大气科学研究、环境监测、气象预报等领域发挥着越来越重要的作用。大气密度随高度呈指数下降,对流层以上的高层大气密度稀薄,探测难度较高,探测手段较少,探测数据也较少。随着激光雷达技术的发展,激光雷达对高层大气密度、温度、风场等参数的探测能力逐步提高,获得了较为丰富的高时间、空间分辨的观测数据,并应用于中高层大气模式发展、临近空间环境保障等领域。系统地介绍了高层大气激光雷达探测机制、国内相关激光雷达的探测能力及台站建设情况,并对高层激光雷达的发展趋势和应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 大气光学 空间天气 高层大气 激光雷达 临近空间 大气探测
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2010-2020年激光雷达数据集 被引量:2
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作者 吴佛菊 薛向辉 +7 位作者 易帆 焦菁 陈廷娣 余长明 柳付超 杨国韬 王继红 杜丽芳 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2021年第2期126-136,共11页
中层顶区域存在着大量的金属原子和离子,这些金属原子和离子可作为示踪剂去研究中层顶区域的动力学和化学过程。激光雷达是探测金属原子离子的最有利工具。激光雷达数据集对于研究中层顶大气金属层以及电离层和中高层大气的耦合具有重... 中层顶区域存在着大量的金属原子和离子,这些金属原子和离子可作为示踪剂去研究中层顶区域的动力学和化学过程。激光雷达是探测金属原子离子的最有利工具。激光雷达数据集对于研究中层顶大气金属层以及电离层和中高层大气的耦合具有重要意义。激光雷达数据集根据子午工程一期北京、武汉、合肥和海口台站的钠激光雷达和瑞利激光雷达探测得到的回波光子获得。本数据集包括30-80 km的瑞利散射光子计数以及反演出的中层大气密度和温度数据、80-110 km的荧光散射光子计数和钠密度数据。通过对本数据集的分析可以得到金属钠密度对低层大气中重力波、潮汐波的响应,金属钠层的长期和短期变化、突发钠层与突发E层之间的关系以及中层大气的密度和温度变化。本数据集为空间物理学研究提供了更多的数据保障。 展开更多
关键词 激光雷达 金属钠层 中层大气密度 中层大气温度
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亚稳态氦共振荧光激光雷达系统方案比较分析
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作者 兰家欣 赵若灿 +4 位作者 潘婷玉 薛向辉 陈廷娣 孙东松 李梓霂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期46-56,共11页
对脉冲光和连续光两种激光雷达系统进行了改进,在原有激光雷达系统的基础上进一步细化设计参数,并结合系统本身限制选择更合适的设备。对两种激光雷达系统回波信号进行模拟计算,并就信噪比和实现难度等方面进行了对比,结果表明,脉冲光... 对脉冲光和连续光两种激光雷达系统进行了改进,在原有激光雷达系统的基础上进一步细化设计参数,并结合系统本身限制选择更合适的设备。对两种激光雷达系统回波信号进行模拟计算,并就信噪比和实现难度等方面进行了对比,结果表明,脉冲光激光雷达更合适探测热层和外逸层亚稳态氦密度。 展开更多
关键词 大气光学 氦测密度激光雷达 共振荧光 亚稳态氦 遥感
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Construction Progress of Chinese Meridian Project PhaseⅡ 被引量:1
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作者 WANG Chi XU Jiyao +9 位作者 LÜDaren YUE Xinan xue xianghui CHEN Gang YAN Jingye YAN Yihua LAN Ailan WANG Jiangyan WANG Xin TIAN Yufang 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期539-545,共7页
The Chinese Meridian Project(CMP)is the Space Environment Ground Based Comprehensive Monitoring Network of China,a national major science and technology infrastructure project.The CMP consists of the Space Environment... The Chinese Meridian Project(CMP)is the Space Environment Ground Based Comprehensive Monitoring Network of China,a national major science and technology infrastructure project.The CMP consists of the Space Environment Monitoring System,Data Communication System,and Science Application System.Its construction has been divided into two steps:the PhaseⅠwas from 2008 to 2012;the PhaseⅡstarted at the end of 2019,expected to be completed at the end of 2023.Beyond 2023,the CMP as a whole will be in operation to make observations.This report introduces the construction progress of CMP PhaseⅡin the past two years,covering the construction progress of both the Data Communication System and the Science Application System.As for the Space Environment Monitoring System,this report mainly gives an introduction to the construction progress of large-scale advanced monitoring equipment,such as,the solar radio telescope,interplanetary scintillation telescope,incoherent scatter radar,high frequency radar,MST radar,and large-aperture Helium Lidar.In addition,this paper presents the construction plan for the next two years and the future outlook as well. 展开更多
关键词 Chinese Meridian Project(CMP) Ground-based observation network Space weather Solar-terrestrial physics
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Advances in Researches on the Middle and Upper Atmosphere in 2010—2012
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作者 CHEN Zeyu CHEN Hongbin +5 位作者 LIU Xiao HU Xiong BIAN Jianchu CHEN Wen ZHANG Shaodong xue xianghui 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期681-692,共12页
This article summarizes the researches on the middle and upper atmosphere by Chinese scientists in 2010-2012.The focuses are placed on the advances in construction of ground-based remote sensing facilities,the mean st... This article summarizes the researches on the middle and upper atmosphere by Chinese scientists in 2010-2012.The focuses are placed on the advances in construction of ground-based remote sensing facilities,the mean state and long-term changes in the middle atmosphere circulation, the prevailing dynamical processes,and the coupling of the middle atmospheric layers. 展开更多
关键词 Upper atmosphere Middle atmosphere STRATOSPHERE Troposphere COUPLING
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Advances in the Researches of the Middle and Upper Atmosphere in China
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作者 CHEN Zeyu CHEN Hongbin +8 位作者 XU Jiyao HUANG Kaiming xue xianghui HU Dingzhu CHEN Wen YANG Guotao TIAN Wenshou HU Yongyun XIA Yan 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期856-874,共19页
In this report we summarize the research results by Chinese scientists in 2018–2020.The focuses are placed on the researches of the middle and upper atmosphere,specifically the researches on atmospheric structure and... In this report we summarize the research results by Chinese scientists in 2018–2020.The focuses are placed on the researches of the middle and upper atmosphere,specifically the researches on atmospheric structure and composition,climate and chemistry-climate coupling and climate modelling,dynamics in particular those inducing the coupling of the atmospheric layers. 展开更多
关键词 Middle and upper atmosphere Structure and composition CLIMATE Layer coupling
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Advances in the Researches of the Middle and Upper Atmosphere in China in 2020-2022
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作者 CHEN Zeyu XU Jiyao +14 位作者 CHEN Hongbin CHEN Wen REN Rongcai HU Xiong ZHU Yajun xue xianghui LU Gaopeng ZHANG Shaodong HUANG Kaiming TIAN Wenshou ZHANG Jiankai HU Dingzhu RAO Jian HU Yongyun XIA Yan 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期684-711,共28页
This report reviews the researches for the middle and upper atmosphere in 2020-2022 by Chinese scientists.The report consists of five parts introducing primarily the results from the aspects of the development of infr... This report reviews the researches for the middle and upper atmosphere in 2020-2022 by Chinese scientists.The report consists of five parts introducing primarily the results from the aspects of the development of infrastructure,the structure and composition,the climate and modeling,the dynamics for the middle and upper atmosphere,and Coupling between Stratosphere and Troposphere,respectively. 展开更多
关键词 Middle and upper atmosphere Structure and composition CLIMATE DYNAMICS
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Advances in the Researches of the Middle and Upper Atmosphere in China
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作者 CHEN Zeyu CHEN Hongbin +13 位作者 XU Jiyao L Daren ZHANG Shaodong xue xianghui TIAN Wenshou LIU Renqiang CHEN Wen HU Yongyun WANG Rui HU Dingzhu HU Xiong YANG Guotao GONG Yun LU Gaopeng 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期763-780,共18页
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... 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. 展开更多
关键词 中国科学家 空气 能力开发
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从地球内部到空间环境的综合地球物理观测与科学研究
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作者 姚华建 薛向辉 +2 位作者 王宝善 黄显良 吴华章 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第6期846-855,共10页
安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站的主要任务是开展地震、重力、形变、电磁等多种固体地球物理观测与研究,以及开展中高层大气和电离层多物理量的近地空间环境观测与研究。地球内部到外部空间的综合地球物理观测对认识地球本体... 安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站的主要任务是开展地震、重力、形变、电磁等多种固体地球物理观测与研究,以及开展中高层大气和电离层多物理量的近地空间环境观测与研究。地球内部到外部空间的综合地球物理观测对认识地球本体和近地空间环境的结构、形成与演化,以及各种自然灾害的孕育发生规律及预警和预报具有非常重要的意义。通过不同尺度地球物理台阵观测资料,获得了郯庐—大别构造带多尺度结构、变形和孕震构造特征。基于近地空间环境观测数据,揭示了中高层大气与电离层的精细结构和变化机制。这些研究为区域地震监测和地震灾害研究、近地空间环境监测和空间灾害研究等提供了重要的基础。 展开更多
关键词 地球内部 地球空间环境 郯庐—大别构造带 中高层大气 电离层
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COSMIC GPS observations of topographic gravity waves in the stratosphere around the Tibetan Plateau 被引量:4
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作者 ZENG XuanYun xue xianghui +2 位作者 DOU XianKang LIANG Chen JIA MingJiao 《Science China Earth Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第1期188-197,共10页
Temperature profiles provided by the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate (COSMIC) global positioning system (GPS) satellite constellation were used to study an eight-year series ... Temperature profiles provided by the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate (COSMIC) global positioning system (GPS) satellite constellation were used to study an eight-year series (2007 to 2015) of gravity wave (GW) potential energy in the stratosphere (18-30 kin) around the Tibetan Plateau (TP). We found that with increasing altitude, the GW potential energy (Ep) values in the stratosphere caused by convection decreases. The importance of GWs that are stimulated by topography is enhanced in this area. In the TP, which was considered to lack strong topographical GW activity, clear activity existed in the spring and winter of all studied years. Based on the latitudinal zone of the TP, the distribution of GW potential energy is highly consistent with the elevation of the local topography. The activities of topographical GWs are strongly filtered as they propagate upward to the area of zero speed wind. The analysis indicates that in the TP, clear orographic GW excitation exists and propagates upward to the upper stratosphere, where it is greatly influenced by the wind. 展开更多
关键词 Tibetan Plateau Gravity wave STRATOSPHERE TOPOGRAPHY Filtering of wind
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