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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • 南极洲穹顶C康科迪亚天文台声雷达对行星边界层中光学活性湍流的观测

    摘要： 目的：2012年南极越冬期间，在康科迪亚站开展了一项实验，旨在研究大气边界层下部的大气光学湍流特性。该实验重点探究湍流与天气条件对天文观测质量的影响。康科迪亚站以极低视宁度值著称，能获得高质量天文图像。南极内陆冬季地表层存在强稳定分层结构，地表与逆温层顶温差可达20-35°C。尽管静态稳定性极强，但根据天气条件变化，仍会偶发显著的热致光学活性湍流，其影响范围可达地表上方数十米。识别有利于优质天文观测的气象特征具有重要意义。 方法：通过安装在8米和20米高度的双差分图像运动监测仪进行视宁度光学测量，同步观测近地面百米层湍流。采用为此专门研发的高分辨率声雷达探测并评估湍流，同时测定包括反映云量状况的长波下行辐射在内的关键气象变量统计特征。 结果：基于声雷达回波图谱，识别、分析并归类了湍流的典型垂直-时间结构模式。展示了不同高度层的近地表湍流层深度统计、湍流光学因子及视宁度统计数据，分析了100米范围内视宁度与积分湍流强度对温度、风速的依赖关系。 结论：大气边界层视宁度与湍流强度存在相关性。当声雷达显示极低湍流强度时，可获得最佳视宁度值（<1角秒）。导致图像畸变的主要因素源自地表附近30-50米最低层生成的湍流。所呈现的大气光学湍流垂直分布统计数据可用于确定天文仪器的最优布设位置。

    关键词： 湍流、选址测试、大气效应

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于自适应光学应用的高分辨率中间层钠特性

    摘要： 背景：大型光学与红外望远镜的激光导星自适应光学（AO）系统性能受位于中间层顶与下热层之间（海拔80-120公里）钠层变化的影响。该区域原子钠的丰度与密度结构易受局地及全球天气效应、行星波与重力波、磁暴等因素影响，其变化时间尺度可达数十毫秒——这正是自适应光学相关的时间范围。 目标：因此需要在微观与宏观时空尺度上表征钠层的结构及动力学演化特征。对自适应光学尤为重要的参数包括：平均钠层高度、钠层宽度以及质心高度的时间功率谱。 方法：我们开展了为期三年的观测计划，使用安装在加拿大温哥华附近6米大天顶望远镜（LZT）上的高分辨率激光雷达系统，期间获取了112个有效观测夜的数据。 结果：原子钠的垂直密度分布呈现显著结构与变异性。平滑的高斯型分布极少出现，常观测到多层内部结构。这些分层通常具有陡峭的下边界（尺度高度仅数百米），并以每两到三小时下降约一公里的典型速率下沉。单层可持续存在数小时，但其密度与内部结构可能剧烈变化。偶发层会出现峰值密度达平均值数倍的情况，且往往在几分钟内形成。常见连贯的垂直振荡现象，通常覆盖数十公里高度范围。湍流区域明显，有时可观测到开尔文-亥姆霍兹不稳定性。质心高度平均值为90.8±0.1公里。通过计算包含特定比例返回钠光的高度范围确定钠层宽度：包含95%光子的平均范围为13.1±0.3公里（最大宽度21公里）。质心高度波动的时间功率谱密度符合幂律分布，其指数范围为-1.6至-2.3（均值-1.87±0.02），显著陡于柯尔莫哥洛夫湍流主导情况下预期的-5/3值，表明重力波等其他因素起重要作用。1赫兹频率处功率谱振幅均值为34+6-5 m2Hz?1（跨度达两个数量级）。指数与振幅的年均值变化超出计算误差范围，可能与长期全球天气模式有关。

    关键词： 场地测试、大气效应、方法：观测、仪器：自适应光学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 1191.3纳米米恩带窗口测量的气辉时空稳定性

    摘要： 我们利用λ/Δλ=320的近红外仪器，报告了1191.3纳米梅尼尔发射线窄带间大气亮度的时空波动情况。首先介绍了仪器设计与实施过程，随后对当晚从桌山天文台获取的数据进行了详细分析。在低大气质量条件下，该波长处的绝对天空亮度为5330±30纳瓦·米?2·球面度?1，与此前这些波段间带状气辉的测量结果一致。该振幅大于这些波长处气辉连续谱组分的简单模型预测值，证实需要额外的发射或散射组分来解释观测现象。我们对数据的噪声特性进行了深入研究，未发现与谱线间连续谱时间不稳定性相关的噪声成分证据。结果表明：在约100秒积分时长的数小时观测中，仪器噪声性能未出现显著偏离预期的情况，这为地基近红外谱线强度测绘的可行性提供了概念验证。

    关键词： 技术：成像光谱学、选址测试、大气效应

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 利用宽视场夏克-哈特曼波前传感器表征白昼风场剖面

    摘要： 了解风速和风向的垂直时空分布对于优化自适应光学系统性能至关重要。通过追踪夏克-哈特曼波前传感器斜率获得的时延互相关峰，可扩展SLODAR（斜率探测与测距）技术用于风场剖面测量。该方法在互相关峰可单独识别时效果良好，但在多数情况下，二维互相关图中难以找到各湍流层的孤立互相关峰，导致风场剖面估算困难。为此，我们提出一种分层风速风向测量方法：该方法更易区分孤立峰且适用于多峰情形（包括弱响应情况）。新方法不追踪二维互相关图中的峰值，而是通过不同方向的一维切片曲线追踪系列互相关峰，最终依据冻结流假设确定风速风向。仿真验证表明该方法能准确还原输入风场剖面。此外，我们将该方法应用于抚仙湖太阳观测站1米新真空太阳望远镜的47组数据序列，估算出地面至12公里高度的风场剖面，实验结果显示所有气层均以较低速度运动。

    关键词： 太阳：米粒组织、大气效应、仪器设备：自适应光学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氮光吸收截面分辨率对土卫六上层大气中微量成分垂直分布的影响

    摘要： 土卫六大气中微量组分实测与模拟密度存在显著差异，这要求评估光化学模型中可能的影响因素。本文分析了氮分子光吸收截面选择对微量组分垂直分布模拟的影响，重点关注乙烷（C2H6）和氰化氢（HCN）。结果表明，所用截面数据对所有研究的中性粒子及离子均有明显影响，包括非光化学初级产物甚至不含氮的组分。研究发现，采用低分辨率截面的光化学模型可能严重误算微量组分的垂直分布。此类差异预计将对土卫六整体大气结构和化学过程产生重要影响。

    关键词： 行星与卫星：大气层，方法：数值模拟，大气效应，行星与卫星：个体（土卫六）

    更新于2025-09-23 02:41:22

  • 天文折射对现代太阳天体测量学的重要性

    摘要： 在本研究中，我们详细分析了纯天文折射对地面全日面成像太阳气象测量的影响，并提供了测量校正工具及相应不确定度评估方法。针对给定标准大气模型，我们首先采用解析与数值方法验证传统或历史沿用的折射微分效应随天顶距变化的近似公式有效性?；谔囟ㄕ凵淠Ｐ?，我们推导出任意日面坐标角和天顶距条件下太阳半径测量的精确校正公式。通过分析2011至2016年间近红外观测的太阳图像，证实常规近似公式可将校正适用范围扩展至70°天顶距；若采用标准大气模型并对折射积分进行完整数值求解，则可进一步延伸至80°天顶距。我们还估算了折射微分校正的绝对不确定度，证明近似公式计算此类不确定度时同样适用于80°天顶距。结合特定仪器配置及当地气象记录的不确定度认知，该方法可用于根据所需天体测量精度确定最大可观测天顶距。

    关键词： 天体测量学、大气效应、太阳：基本参数

    更新于2025-09-23 16:40:20

  • 黄海漂浮浒苔生物量的遥感估算及生物量年际变化主要驱动因子分析

    摘要： 自2007年以来，以浒苔为优势种的绿潮每年夏季都会在黄海爆发。生物量是描述绿潮严重程度的关键参数。本研究通过水槽实验的现场测量数据，分析了多个指数（归一化植被指数NDVI、漂浮藻类指数FAI、比值植被指数RVI、增强型植被指数EVI、海洋表面藻华指数OSABI、韩国海洋卫星中心KOSC方法）与浒苔单位面积生物量的关系。EVI、NDVI和FAI与浒苔单位面积生物量呈现强指数相关性。为将这些关系应用于卫星遥感数据，我们分析了大气（550纳米不同气溶胶光学厚度）和混合像元对关系的影响。结果表明：当EVI基于瑞利校正反射率(Rrc)计算时(R2=0.94，平均百分比偏差APD=19.55%)，以及基于大气层顶反射率(Rtoa)计算时(R2=0.95，APD=17.53%)，大气对其与浒苔单位面积生物量关系影响甚微。由于大气敏感性低，EVI关系可直接用于未经大气校正的大气层顶(TOA)反射率数据。此外，混合像元对EVI影响较小，仅使APD增加约10%。随后将该EVI关系应用于长时间序列MODIS影像，获取2007-2016年黄海漂浮浒苔最大总生物量。结果显示最大值出现在2016年(约117万吨)，最小值在2012年(约7.4万吨)。分析了导致年际生物量变异的主要因素，其中江苏省北部海岸最大河流射阳河的营养盐总量，以及江苏辐射沙脊群区的紫菜养殖量，均与浒苔总生物量呈强相关性。

    关键词： 大气效应、遥感、浒苔、海洋颜色、生物量、增强型植被指数

    更新于2025-09-23 22:03:44

  • 快速转向镜在恒星干涉仪中的应用研究

    摘要： 在恒星干涉仪中，由于具有高分辨率和快速响应频率的特性，快速控制反射镜（FSM）被广泛用于校正大气湍流和仪器内部振动引起的波前倾斜。本研究系统分析了制造、装配及调整过程中引入的FSM与执行器偏转轴之间的非共面误差，通过数值方法研究了上述因素导致的附加光程差（OPD），并探讨了其对恒星干涉仪条纹跟踪精度的影响。另一方面，两臂光束间的星光平行度是造成条纹可见度损失的主要因素之一。通过分析大气湍流引起的波前倾斜对条纹可见度的影响，基于单阵列探测器提出了一种简单高效的星光平行度实时校正方案，实验室实验验证了该方案的可行性。结果表明，经快速控制反射镜校正后，星光平行度初步满足恒星干涉仪对波前倾斜的要求。

    关键词： 大气效应、技术：图像处理、恒星：成像、仪器：干涉仪、技术：干涉测量法

    更新于2025-09-24 01:49:32

  • SDSS图像中点扩散函数的研究

    摘要： 我们利用SDSS巡天在ugriz波段的成像数据，研究点扩散函数（PSF）轮廓的形态及其宽度随波长和时间的变化规律。发现PSF轮廓与基于冯·卡门湍流理论的理论预测高度吻合。观测到的PSF径向轮廓仅需两个参数即可描述：轮廓的半高全宽（FWHM）和经验性"仪器"PSF贡献的归一化系数。该轮廓形态与SDSS图像处理流程采用的"双高斯加幂律翼"分解非常相似，但本文仅用两个自由模型参数就成功建模，而SDSS流程需要六个参数。FWHM随波长的变化遵循λ^α幂律（α≈-0.3），且与FWHM本身存在相关性。观测现象比柯尔莫哥洛夫湍流理论更符合冯·卡门湍流理论（其外尺度参数范围为5-100米）。我们还测量了FWHM的时间和角向结构函数，并与模拟结果及文献数据进行对比：角向结构函数在0°.5-1°.0尺度以上出现饱和；时间行为的功率谱大致符合阻尼随机游走模型（特征时标约5-30分钟），尽管数据显示高频段衰减较平缓（可用-1.5至-1.0指数的单幂律良好拟合）。要完整刻画大气视宁度时间变化的低频与高频行为，可能需要建立混合模型。

    关键词： 调查、大气效应、恒星：成像、方法：观测、仪器：探测器

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 贝加尔天体物理观测站的日间光学湍流与风速分布

    摘要： 大气湍流限制了地基光学望远镜的角分辨率。太阳观测的日间湍流条件比夜间观测更为强烈且复杂。贝加尔湖天体物理观测站位于俄罗斯东西伯利亚世界最大淡水湖——贝加尔湖附近，该站配备1米大口径太阳真空望远镜（LSVT）。该地区具有独特的天气系统和自然现象，包括地方性风和巨型冰环。由于LSVT正在开展并计划推进自适应光学（AO）项目，掌握大气湍流和风速分布的统计特征对AO系统的设计与优化至关重要。我们首次呈现了贝加尔湖天体物理观测站风速垂直分布及日间光学湍流条件的季节性研究。通过LSVT自适应光学系统中的夏克-哈特曼波前传感器获取日间弗里德参数的实地测量数据，并采用美国国家环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）的再分析数据来描述风速分布特征。结果表明太阳视宁度与风速剖面均存在季节性变化：冬季和11月测得最强风速，夏季风速最弱；冬季出现最强的日间湍流条件；最佳太阳视宁度β0≈1角秒出现在夏季。

    关键词： 现场测试、大气效应、仪器设备：自适应光学

    更新于2025-09-10 09:29:36