临近空间中子环境及其对电子设备的影响研究

临近空间飞行器运行在苛刻的辐射环境之中,大气中子作为临近空间最主要的辐射粒子严重地威胁着临近空间飞行器电子设备的安全与可靠.从临近空间大气中子环境探测、环境规律和模型以及大气中子对飞行器电子设备的影响3个方面介绍了临近空间大气中子的研究现状,并对中子环境的探测、中子环境的理论建模和电子设备遭受中子单粒子效应的评价技术等方面的研究提出了建议.     

临近空间环境及环境试验

从热力学结构、大气成分特征、大气电磁特性等方面介绍了临近空间环境参数,按照临近空间飞行器的平均密度、飞行速度、飞行高度介绍了临近空间飞行器的分类及特点。阐述了临近空间环境试验的方法,并对临近空间环境试验技术的发展提出了初步建议。     

"临近空间服役环境及其与飞行器材料的耦合研究"专题序言

正临近空间飞行器包括大尺度的低速/亚声速浮空器和高升力、低阻力气动外形的超声速/高超声速飞行器,其发展可满足国家军事战略装备的需求,也起到带动国家民用科技强劲发展的作用。在温度、压力、太阳辐照和臭氧含量等多种临近空间服役环境因素条件下,临近空间飞行器表现出复杂的结构/材料与环境耦合效应,对飞行器及其分系统长时间     

基于环境特征的临近空间飞行器作战效能评估分析

依据临近空间的环境特点,分析了主要环境因素对飞行器性能的影响,并结合临近空间飞行器的实际作战情况,从系统层次构建了作战效能评估指标体系。在传统WSEIAC模型的基础上融入环境因素对飞行器作战效能的影响,赋予参数实际内涵,实现定量化评估指标以及数学模型与真实作战场景的统一结合,为临近空间飞行器进一步的研制发展和战场部署提供参考。     

临近空间平台动力系统技术和环境影响分析

从临近空间平台所采用的动力系统出发,探讨了低速和高速两类临近空间飞行器动力系统的技术特点。以平流层飞艇为代表的低速临近空间平台动力系统主要采用太阳能、电动机和螺旋桨的推进方式,高速临近空间平台动力系统目前主要有超燃冲压动力型和组合循环动力型。分析了临近空间稀薄大气、太阳紫外辐射和臭氧以及温度等环境对平台动力系统产生的可能影响,并提出了相应的解决措施。     

“航天飞行器力热等耦合环境评价与防护技术研究”专题序言

正新型航天飞行器服役条件更加恶劣,如针对高超声速飞行、星际再入飞行等新的需求,飞行器在临近空间长航时高速飞行或再入大气层时,所经受的气动热环境较其他更为恶劣;大型复杂在轨航天器由于太阳辐照和空间冷黑背景影响,会导致轻质低刚度结构热致振动和不稳定。耦合效应更加显著,涉及多尺度、多物理场、多过程的耦合问题。航天飞行器力热等耦合环境评价与防护技术研究成为越来越重要课题。     

临近空间飞行器防隔热/承载一体化热结构设计及力/热行为

目的满足临近空间飞行器对结构/热防护系统质量指标的苛刻要求,研制兼具轻量化与高效防隔热/承载一体化的热防护结构及系统。方法根据临近空间飞行器承力和防热两方面的要求,设计一种全复合材料防隔热/承载一体化热防护结构,采用地面高温环境试验,考查复合材料一体化热防护结构的抗烧蚀性能。建立一体化热防护结构的热响应和力学响应预报方法,以某飞行器机翼为研究对象,开展一体化热防护结构在机翼部位的应用研究,利用有限元方法进行热力耦合分析。结果一体化热防护结构高温热暴露后表面出现热解,但结构性能保持良好。结论设计的一体化热防护结构满足防热和承载两方面设计要求,是新一代飞行器的理想热防护方案。     

临近空间大气扰动风场的探测与分析

目的深入了解掌握临近空间大气风场的扰动状态,给临近空间飞行器的精确入轨、有效运行提供可靠的环境信息。方法用昆明站(25.6°N,103.8°E)临近空间观测平台中的MF雷达开展临近空间大气风场扰动观测。基于谐波拟合方法得到昆明地区2008年8月至2010年8月期间的周日和半日潮汐分量及背景风场,分析昆明地区临近空间80~100 km之间潮汐波动的变化特征。结果周日潮汐振幅具有明显的年变化和半年变化,最大值均出现在10月份和3月份的86~92 km高度范围内,同时第一年度的潮汐幅度明显强于第二年度,类似准两年变化。纬向半日潮汐的变化特征不是非常明显,而经向半日潮汐在88~94 km之间具有年变化,在其他高度处则出现多个峰值。结论潮汐相位的变化结果表明潮汐的下行传播,潮汐振幅的高度变化符合先增大后减小的特征,呈现胞状结构。     

临近空间环境及其影响分析

介绍了临近空间和临近空间环境的概念,分析了临近空间大气温度、风场、大气波动、电磁特征和光化学作用、电离层与中性大气的耦合、电流和高能粒子加热等物理变化过程,总结了临近空间天气探测、预报手段和技术,讨论了临近空间天气对飞行平台和仪器设备的影响。     

临近空间环境探空火箭膨胀落球探测技术

针对临近空间大气环境探测需求,介绍了一种可用于30~100 km临近空间大气密度、风场、温度和气压的原位探测技术——探空火箭膨胀落球探测技术,阐述了其探测原理、系统组成和探测过程,采用仿真方法模拟了膨胀落球的探测数据,并利用模拟探测数据成功反演了30~100 km临近空间大气密度、风场、温度和气压等大气产品。该技术具有探测要素多、探测高度范围广、载荷成本低、设备较为简单等特点,对于我国临近空间环境探测和环境研究具有重要意义。     

污染空间建立与识别研究

基于对污染场地的相关研究,提出建立污染空间的构想;以株洲市为例,应用株洲市环境监测站提供的2012年环境实测资料,首先分别对大气、水体、土壤污染分布状况进行分析,分别对上述环境要素的污染强度进行了区域划分;然后通过赋予其相应的权重借助Arcgis软件进行叠加,采用自然断点法将污染等级分类,最终识别出株洲市污染空间,结果表明：西北的清水塘工业区及其附近地区污染程度最大,向东南方向逐渐减轻;综合污染空间的分布与大气和土壤的污染空间分布在地理分布上具有相同的趋势,这充分说明综合污染空间较好的拟合了各环境要素的污染分布情况,为环境问题的研究提供了新的思路.     

环境污染监测中的植物光谱效应研究

介绍了健康植物光谱特征及各波段反射率的影响因子,以及植物受到污染胁迫后其光谱特征的变化情况,如可见光、近红外波段光谱反射率升高或降低,红边漂移等,同时指出污染物质主要通过改变植物叶片的色素含量而对植物光谱产生影响。阐述了污染植物光谱信息提取方法,及植物光谱效应在环境污染遥感监测中的应用情况,提出了今后高光谱遥感在植物监测应用方面需要进一步解决的问题。     

基于全天空 FPI 的临近空间中性风场研究

目的对临近空间大气中性风场进行监测与分析。方法借助法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)观测临近空间顶层的大气中性风场。针对北极黄河站(78.92°N,11.93°E)临近空间顶层的大气中性风场,介绍全天空FPI测风的基本原理,通过对2016年11月25日全天空FPI设备观测的OI557.7 nm气辉干涉图进行分析,反演得到极光亚暴期间的内5级环的水平风场和视线风场。结果极地地区临近空间顶层的水平风速基本保持在-200~200 m/s之间,极光亚暴使得中性风场呈现出一定的方向性,并且风场增大的方向垂直于极光弧。结论利用全天空FPI设备可以对临近空间顶层的大气中性风场进行探测和分析,有助于认识和理解临近空间大气环境。     

连云港附近海域水环境质量评价

对连云港附近海水环境现状进行了调查和评价，结果表明：连云港附近海域已受到重金属和有机物的污染，其中Pb和Hg的污染较重，部分海域呈富营养化状态，COD、无机氮、无机磷的含量已达发生赤潮的临界条件。     

基于遥感技术的古城建筑风格保护性监测

文章采用高分辨率卫星遥感影像IKONOS对丽江市古城世界文化遗产的建筑风格协调性进行了遥感监测,尤其是针对古城建筑物屋顶,即城市的第五立面是否与传统民族建筑保持一致进行了目视解译。结果表明,研究区域内建筑第五立面的风格总体上表现与当地传统建筑风格相一致,但在局部区域还存在相背之处。IKONOS卫星遥感监测能快捷直观地寻找出这些相背之处,此外,该方法还能有效的从宏观到微观了解古城整体建筑风格,依据目视解译后的结果为当地生态环境保护提供修改依据。     

大气汞监测技术进展

为了切实履行《关于汞的水俣公约》,落实美丽中国建设战略,我国亟待加强对大气环境及各涉汞行业的监管.采用文献调研、分类梳理的方法,系统地分析和总结了近年来国内外常用的大气汞监测技术现状与问题,并探讨了未来技术发展方向.结果表明:为了满足大气环境中低浓度多形态汞的监测需求,越来越多功能的大气汞监测技术被研发,当前基于AFS（原子荧光光谱）和AAS（原子吸收光谱）等方法的监测技术对Hg0（元素汞）可实现ng/m3的检出限,对Hg2+（氧化态汞）和Hgp（颗粒态汞）有着低至pg/m3的检出限.自动化采样监测技术是未来汞监测的发展趋势,当前技术对大气中Hg0有着2.5~5.0 min水平的时间分辨率,对大气中Hgp可达到1~2 h的时间分辨率,同时可实现远程传输数据.人工采样监测和被动采样监测技术虽然时间分辨率较差,但在Hg2+和Hgp的监测方面有着一定优势.研究显示,完善大气汞监测管理体系,除了需要研发更强大的Hg2+和Hgp测定技术用于理解相关迁移转化过程,还亟待在相应的标定方法上实现技术革新,并应用这些技术组建地区和全球大气汞监测网络.      

山西省庞泉沟大气环境背景监测站建设经验探讨

建设国家级大气环境背景监测站是系统掌握区域性大气环境质量,是大气环境管理重要的基础性工作。本研究以山西省庞泉沟大气环境背景监测站建设为例,基于站点选址原则、选取方法说明的基础上,介绍了庞泉沟大气环境背景监测站点位确定的考量因素,以及该站点基建内容、监测项目和质量控制体系等建设、运行情况,并梳理了该站建设、运行过程中的仍存在问题及改进建议,期望对中国同类型大气环境背景监测站建设、运行提供借鉴与参考。     

应用被动扩散管监测分析葫芦岛市环境空气NO2时空分布特征

被动扩散技术以其低成本、操作简单、空间覆盖率较高等优点已在西方国家广泛应用于环境空气质量监测与调查,辽宁省环保局通过欧盟项目引进,本技术在葫芦岛市环境空气质量监测应用有4年时间.依据4年环境空气被动扩散管监测基础数据,分析了解葫芦岛市城区大气中NO2时空分布特征:高浓度值出现在交通区,季节上呈现春季明显低于其它季节.     

应用被动扩散管监测分析葫芦岛市环境空气NO2时空分布特征

被动扩散技术以其低成本、操作简单、空间覆盖率较高等优点已在西方国家广泛应用于环境空气质量监测与调查，辽宁省环保局通过欧盟项目引进，本技术在葫芦岛市环境空气质量监测应用有4年时间。依据4年环境空气被动扩散管监测基础数据，分析了解葫芦岛市城区大气中NO2时空分布特征：高浓度值出现在交通区，季节上呈现春季明显低于其它季节。     

基于环境一号卫星的太湖叶绿素a浓度提取

综合环境一号小卫星的CCD数据和同步地面水质监测数据,发现可见光红波段与近红外波段的波段组合与叶绿素a实测浓度存在较高相关性,并以此为基础建立了3个提取水体表层叶绿素a浓度的遥感信息模型.经验证分析,基于近红外波段与红波段比值的模型用于叶绿素a浓度反演提取的精度良好,RMSE达到了6.04mg/m3.将该模型应用于环境一号卫星CCD数据,生成了2009年5~12月共8幅太湖水体叶绿素a浓度分布图,并对其进行了时空分析,结果符合实际,并与以往的研究结果相一致.但模型不适用于水生植被覆盖较多区域叶绿素a浓度估算.