大气中一种低频次声波观测研究

分析大气中存在的一种低频次声波。利用宽频带次声测量传感器阵列组成的广域分布网络,对此种次声波进行了近5年不间断的检测。对所测次声信号的观察统计发现,它与自然事件密切相关。对这种信号波形、频谱、时频图及相关性进行分析进一步发现,该波通常以一组或间歇性多组形式出现,频率主要在0.001～0.02 Hz之间、幅度一般可达50～200 Pa。在2008年3月20日新疆于田地震、2008年5月12日四川汶川地震以及2009年10月29日陕甘川三省交界处的地震前,均检测到了大幅值的低频次声波。本文的分析结论对研究大气次声波的多样性及其与自然现象的关系提供了新的参考,对地震信息探测具有一定的实际意义。

青藏高原热状况对南亚高压活动的影响

本文分析了青藏高原下垫面与高原上空热状况变化的异同及其二者与南亚高压的关系。指出青藏高原下垫面热状况与高原上空热状况年际变化的一致性及月际变化的差异——青藏高原下垫面从2月就开始大幅度增温,而高原上空5月才开始突发性增温。高原下垫面降温幅度最大的月份出现在11月,高原上空则出现在10月。分析还指出,青藏高原下垫面热状况与南亚高压南北振荡,青藏高原上空热状况与南亚高压东西振荡有密切关系。并且前期青藏高原上空热状况较高原下垫面热状况对南亚高压的预报更具有指示意义。

大气声波超视距传播的射线追踪

基于射线声学的基本原理,利用MSISE-00和HWM93两个模型建立了在真实大气环境中声波传播的模型.模拟了长春、酒泉和泉州在不同季节时,地面声源出射声线的轨迹.数值模拟结果表明,大气声波的超视距传播,是大气温度场与风场控制的结果,且这种超视距传播的声信道比较稳定,其反射高度近似在50 km或120km.当声波反射高度在50 km以下时,单跳传播距离约为250 km.该声线模型可以精确地估计大气声波传播的路径.

最小二乘格形(LSL)自适应有源消声系统算法及实现

为了提高单路有源消声系统的消声带宽，本文把具有收敛性能基本不依赖于输入这一优异特性的最小二乘格形（LSL）滤波器引入有源消声，并利用高速信号处理器TMS320C25实现滤波器功能，成功地建立了一套LSL自适应有源消声系统．实验表明，该系统对带宽为248Hz的宽带噪声能达到10－15dB（A）的抵消比，取得了较好的效果．

大气声学:关于现象、原理和应用的综述

作为声学主要分支之一的大气声学在国内迄今未能得到应有的重视，既无专著又无综述性文章介绍．有鉴于此，本文比较全面、系统而又简明扼要地阐述了该领域最重要的一些现象、原理和应用，并穿插揭示出从经典到现代的历史发展过程，使读者可以概括了解大气声学的对象、方法、基本原理和实际应用─—特别是有关涉及高层大气的各种类型次声波现象，以及它们日益成为一种重要的主、被动遥感手段的态势．

中层大气中脉冲点源产生的声重力波

本文从脉冲点源出发,利用广义函数的理论,将象函数作高频近似和低频近似,求得了早时响应和长时响应,从而将目前已有的结果由特殊推广到一般。再巧妙地引入含参变量的积分,可以得到(1/ω_ct_0)~n的因子,此因子有极其重要的物理意义。本文的结果是:1.Row是在特殊情况下作近似,只能得到本文不作近似而是在一般情况下就可得到结果。此结果除了包含特殊情况下的外,还得到了一个修正项,t-α-t_0越小,修正效应越大。2.Row的(12)式中的应改为α表示一向后的推迟时间。表示离源越远,t_0越大,修正效应越小。而ω_c越小周期T_c越长,修正效应越强,越低频率声重力波衰减愈慢而愈容易观察。4.从推导过程可以看到Row文章的(20)式不是长周期近似,而是高频近似。5.实验与理论一致。

山背波:对飞机的潜在威胁

山背波河飞机的潜在威胁现已毋庸置疑．为了提高在这方面作出更确切判断的能力并能进一步找出实践中可行的相应措施，首要的问题就是必须对山背波本身有足够的认识，而这正是当前国内文献中极为薄弱的环节．有鉴于此，本文系统地、较全面地介绍了山背波这种独特的次声波，对其发生机理和基本特征、以及作为其直接衍生物的相关云相和晴空湍流──—后者正是对飞机的主要潜在威胁所在──—作出简明扼要的评述．

计算大气声学

近年来陆续涌现的一批有关大气声传播的数值计算工作，已使“计算大气声学”这一新兴“亚分支”的形成指日可待。本文简明扼要、系统全面地介绍了这一崭新领域的概貌，较为详尽地阐述了其主要对象和方法——特别是其中的抛物方程（PE）法、快速场程序（FFP）和可看成是一种修正的射线寻迹法——Gauss射线束（GB）法。因限于篇辐，未能将各种方法的结果比较列入，这一部分有趣的材料以后有机会另行发表。

低纬高原罕见“雷打雪”中尺度特征分析

应用常规高空资料、FY-2C卫星红外和水汽图像、加密自动站地面观测资料,结合新一代多普勒雷达探测资料,综合分析了2008年2月28日夜间至29日凌晨发生在云南的“雷打雪”罕见天气现象。结果表明：南支槽和冷空气、西南低空急流的共同影响,是其发生的有利天气背景,其中强对流天气就发生在急流与锋面相互作用的湿度锋湿区内斜压不稳定的环境中。中-γ尺度对流云团生成并逐渐增强为中-β尺度对流云团是形成此次复杂对流天气的直接中尺度系统。多普勒雷达回波中,PPI上有回波强度达25-33dBz的“人字形”回波、钩状回波以及阵风锋的出现,相应VP-PI上出现逆风区、低层零线“S”形暖平流及“牛眼”结构是“雷打雪”天气中降雨转为冰雹、阵雪过程中,中尺度对流系统由弱变强的典型特征。地面逐时温、压、湿、风的迅速演变特征表现为雷暴发生前增温增湿和增压,温度、气压出现峰值,且气压曲线显示为圆顶状的中尺度雷暴高压特征;风的变化则表现为风向呈逆时针旋转,偏北风增大并出现风速峰值。雷暴过境时,要素显示为降温增湿,出现露点锋。

一种雷声实时识别方法

针对传统雷声识别方法识别速度慢、稳定性不佳的问题,提出一种基于端点检测和特征提取的雷声快速识别方法。通过端点检测提取出异常声音,建立基于频谱信息的特征向量,求得异常声音信号的特征向量与实验得出的雷声标准特征向量之间的相关系数,用阈值法判别异常声音信号是否为雷声。多种干扰源和信噪比测试结果表明,该方法的识别速度快,识别效率高。

火箭发射的次声信号分析

在距离发射点20 km和230 km的两个阵列上,记录了我国一次火箭发射产生的次声波。从信号中识别出点火与声爆事件,观察到火箭在飞行中产生持续的次声波,以及声爆前后明显能量特征上的变化,观测到完整的火箭发射和飞行过程中系列次声波。为了验证采集信号中包含声爆事件,使用Fisher检测估计方位角和视速度,计算结果与火箭飞行轨迹一致,并且声爆信号的预计到达时间和估计方位与实际的时间和方位角相符合。结合火箭速度变化的特征,给出了声爆前低频能量较弱现象的解释和火箭超声速后次声能量特征的变化,揭示了火箭产生次声波的机理,为火箭发射等目标的监测提供有益的借鉴和参考。

基于双隐层BP网络的沈阳地区雷暴潜势预报模型

利用沈阳市2007-2011年6、7、8月探空因子与闪电定位资料,选取适合当地雷暴潜势预报的9个因子,构建双隐层BP人工神经网络预报模型,对当地雷暴的潜势发展进行预报.结果表明:基于双隐层BP人工神经网络的预报模型临界成功指数CSI=57.46%、探测概率POD=79.38%、虚假报警率FAR=32.46%和总指数TS=74.89%,预报效果较令人满意;通过12h和6h潜势预报结果对比发现,6hBP神经网络模型预报效果好,更适用于沈阳地区雷暴潜势预报.

基于WHU甚低频探测系统的大气噪声监测

大气噪声由来源于远处闪电的背景噪声和近处闪电的脉冲噪声共同构成,会对甚低频通信造成严重的影响。文章首先利用武汉大学(WHU)甚低频探测系统随州站(31.57°N, 113.32°E)2个不同季节月份的观测数据,把大气噪声分为闪电脉冲噪声和背景白噪声,选择3个典型的频段(6、16和27 kHz)进行分析,获取了大气噪声分布特性以及不同种类噪声贡献度的基本信息;之后通过与CCIR大气噪声模型提供的数据进行对比分析,考查了CCIR模型在中国大陆地区的准确性;最后,利用随州站长达2年的观测数据,对4~27 kHz之间16个频率上的大气噪声进行了统计分析,获得了该地区大气噪声的统计分布特性。

雷雨次声波的三维动态频谱测量研究

采用三台电容式次声接收器，在北京昌平安装次声三点阵，并测量到２０００年７－８月１５次强雷阵雨的次声波Ｐ－ｔ曲线及其三维动态频谱。频谱分析结果表明：（１）雷阵雨的次声波主要来自雷次声。（２）雷次声的频谱有三大特点；其一是听到雷声越响时，雷次声振幅越强；其二是特强振幅持续时间很长；其三是周期范围时而连续、时而分布在周期较长和较短端，形成谱图上一个个空洞。据此可区别它与其它次声波。（３）初步探讨了雷次声的产生机理和传播特点。

次声在雷暴探测中的应用

本文主要叙述雷暴次声的频率结构及其产生的物理机制。提出用闪电的电磁场脉冲来确定雷暴源的方向,用雷电产生的次声来识别雷声,制作成功LD型自动记录雷暴仪。实现了气象台站对于20km这一人耳闻雷作用距离范围内的雷暴过程的记录和报警的自动化。

应用声发射技术预测采场稳定性

针对地下矿山存在的问题及声发射技术的发展现状 ,本文从现场调查、数据获取、数据分析等方面介绍了声发射技术在地下矿山冒落预测预报中的应用。通过理论上的分析及现场的应用 ,说明声发射技术在井下矿山安全管理中能发挥重要作用。

大气声学与非线性声学的应用前景

概述了大气声学与非线性声学的主要内容及其进展，并分析了非线性声学的理论和技术在大气声学研究中的应用前景．

经纬向传播的甚低频台站信号对太阳耀斑响应特征的差异性分析

为了揭示太阳耀斑发生期间沿着经纬向传播的甚低频台站信号受到扰动的差异性,文章基于随州观测站的甚低频数据,分析了2017年9月8日经向传播的NWC台站信号和纬向传播的JJI台站信号对太阳耀斑的响应特征,比较了两条路径上信号的幅度对同一太阳耀斑响应的异同。结果表明:NWC信号的响应只有先上升再恢复1种,而JJI信号有先上升再恢复、先下降再恢复和先上升后下降再恢复3种;NWC信号的响应开始时间和极值时间与JJI信号的基本一致,但JJI信号的响应持续时间长于NWC信号的;M级耀斑对NWC信号的最大扰动量在1~4 dB之间,对JJI信号的在1~3 dB之间;C级耀斑对两台站信号的最大扰动量则在0~1 dB之间;另外,台站信号的积分扰动幅度与X射线积分通量呈线性相关,且NWC信号拟合直线的斜率比JJI信号的大。

基于小波包分解和FK分析的次声信号参数估计

频率波数分析法是一种估计信号慢度和方位角的台阵数据处理方法,在地震波信号处理中得到广泛应用,但将频率波数分析法应用于次声信号的时候,分辨率不高,易受噪声的影响,伪峰较明显。因此,本文提出了一种基于小波包分解和FK分析的次声信号参数估计方法,该方法借助小波包分解对信号整个频带的分辨能力,有效提高了算法的分辨率,降低了噪声的影响,有效压制了伪峰,并利用高斯调制正弦信号模拟次声信号,对比分析了方位角的均值、方差和均方根误差,验证了算法的性能,最后利用IS45台站接收的实际次声数据对算法进行对比分析,进一步验证了算法的有效性。