陆文强 1,2,3杨世植 1,2,3,*罗涛 1,2,3李学彬 1,2,3[ ... ]韩叶颜 1,2,3
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院，安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
4 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所基础科学研究中心，安徽 合肥 230031
5 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
基于中分辨率成像光谱仪/云和气溶胶探测激光雷达（MODIS/CALIOP）的匹配数据集，提出一个分类神经网络进行透明卷云的识别，利用两个回归神经网络对透明卷云的光学厚度和云顶高度进行反演。结果表明，分类网络的精确度可达到84%，检测率达到79%。对成功识别的透明卷云参数进行了反演，得到透明卷云光学厚度的平均绝对误差为0.2，均方根误差为0.25，相关系数为0.79。对云顶高度进行了反演，得到云顶高度的平均绝对误差为0.61 km，均方根误差为0.74 km，相关系数达到0.87。本研究利用MODIS/CALIOP匹配数据集以及神经网络算法，可得到透明卷云的分布以及其参数特性，为其在南海海域上空的分布情况提供了数据支撑，有助于相关研究人员了解该地区透明卷云的分布情况，提高辐射计算的精度。
大气光学 透明卷云 中分辨率成像光谱仪 云和气溶胶探测激光雷达 神经网络 中国南海海域
1 北京林业大学水土保持学院, 北京 100083
2 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心, 内蒙古 磴口 015200
沙尘天气事件作为一种危害性极大的灾害天气, 对我国西北干旱区生态环境影响显著。 借助于地面实测颗粒物数据、 MODIS影像数据、 OMI传感器影像数据、 CALIPSO激光雷达数据, 采用HYSPLIT模式对我国西北地区2016年一次典型沙尘事件时空演变特征进行研究。 首先, 基于PM2.5/PM10指数判断西北地区典型城市大气污染源性质以及污染情况; 然后, 利用MODIS影像MCD19-A2数据产品-气溶胶光学深度AOD数据、 OMI-Aura L3级OMAEROe数据产品-紫外吸水性气溶胶指数AAI数据和CALIPSO-Level1级数据, 分析大气气溶胶中沙尘水平空间分布特征; 最后, 借助HYSPLIT模式模拟沙尘气流后向轨迹, 确定区域内沙尘传送路径。 研究结果显示, 西北地区典型城市中西宁、 兰州、 银川在2016年4月30日—5月1日前后PM10指数均超过200 μg·m-3, PM2.5/PM10均小于0.6, 且处于较低值, 这表明是由于自然污染源影响导致空气中可吸入颗粒物含量上升, 可推测此次为沙尘暴事件影响; 大气气溶胶在沙尘事件发生期间呈现出明显水平变化特征, 沙尘事件起源于南疆盆地, 在5月1日至5月4日持续影响新疆南部和中部地区, 青海、 甘肃、 宁夏以及陕西部分地区也受到影响; 根据其变化可知, 塔克拉玛干沙漠是本次沙尘天气事件气溶胶污染形成的中心, 此次沙尘暴事件影响范围主要有新疆南部盆地和中部以及青海省北部地区; 通过对气流轨迹模拟结果来看, 2016年4月30日—5月1日沙尘暴事件通过偏西型路径主要影响新疆以及青海部分地区, 经分析可得其沙尘物质可能来源于南疆盆地、 新疆北部位于准噶尔盆地内部古尔班通古特沙漠以及境外哈萨克斯坦等地区。 这些研究结果将为抑制西北地区沙尘源地起沙过程、 保护生态环境可持续发展提供重要科学依据。
沙尘天气 遥感影像 大气气溶胶 沙尘运移 西北干旱区 Sandstorm event Remote sensing Atmospheric aerosol Dust migration Arid Northwest China 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1862
1 中国科学院 高能物理研究所，北京 100049
2 中国科学院大学，北京 100049
3 散裂中子源科学中心，广东 东莞 523803
中国散裂中子源（CSNS）工程材料中子衍射谱仪（EMD）的样品非常大，且形状各异，有些样品甚至是曲面的，中子准直光阑（狭缝）要靠近这些异形构件，需要设计成尖嘴型。狭缝的主要作用是给样品测试提供所需要的束流尺寸，并保证束流尺寸精度很高，束流没有太多杂散中子。工程材料中子衍射谱仪的尖嘴型狭缝为连续型，开口可以根据实验需求进行变化。狭缝采用双导轨结构，定位精度高，重复定位精度优于10 μm，绝对定位精度优于30 μm。狭缝刀片采用富集碳化硼，较大程度减小了刀片的厚度，可以有效降低狭缝悬臂结构的变形量，保证狭缝有足够长度的尖嘴，能够接近异形构件，特别能够深入到长管内部，提高了工程材料中子衍射谱仪的实验能力。狭缝采取双重安全设计：导轨互换系统和防撞结构，可以有效防止狭缝在使用过程中被大件样品撞坏。该狭缝已经应用到中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪的实验测试，为残余应力测量做出了重要贡献，它的应用为国内外尖嘴型狭缝的设计提供了非常重要的参考。
中国散裂中子源 中子谱仪 尖嘴型狭缝 有限元 China Spallation Neutron Source neutron spectrometer pointed slit finite element analysis 强激光与粒子束
2023, 35(11): 114004
国家自然科学基金委员会工程与材料科学部, 北京 100085
本文统计和分析了2022年度国家自然科学基金委员会工程与材料科学部无机非金属材料学科(E02)基金项目的申请、受理、评审和资助情况, 总结了学科项目的中期与结题管理, 介绍了学科在本年度深化落实科学基金改革相关 措施与成效, 并就学科高水平创新人才与团队培养、学术交流与研讨、重大项目组织、代表性成果等管理工作做了详细介绍。
国家自然科学基金 无机非金属材料学科 科学基金深化改革 National Natural Science Foundation of China inorganic nonmetallic materials reform of scientific fund.
国家自然科学基金委员会工程与材料科学部，北京 100085
本文统计和分析了2021年度国家自然科学基金委员会工程与材料科学部无机非金属材料学科(E02)基金项目的申请、受理、评审、资助情况以及项目管理；并介绍了学科在落实科学基金改革措施、优秀人才与团队、学术交流与研讨、深化“十四五”及中长期发展规划等管理工作的相关情况。
国家自然科学基金 无机非金属材料 科学基金改革 National Natural Science Foundation of China inorganic nonmetallic materials reform of scientific fund
悬浮颗粒物的质量比后向散射系数（）主要受颗粒物的成分、大小等因素影响，研究其变化特性对于揭示水体中颗粒物种类、时空分布以及提升水色遥感定量化精度等具有重要意义。本文利用Mie理论，对海水中常见的具有不同粒径分布、相对折射率及表观密度的多种藻类和无机矿物颗粒的质量比后向散射系数进行了模拟计算。研究发现：当粒径分布斜率ξ相同时，无机矿物颗粒的平均约为藻类颗粒的2倍；ξ为4.0时，无机矿物颗粒和藻类颗粒在532 nm处的平均分别为（9.12±3.18）×10-3 m2·g-1和（4.09±0.48）×10-3 m2·g-1；藻类颗粒具有较低的主要原因是其折射率实部较低。黄东海实测数据研究结果表明：的空间变异性低于后向散射系数，当无机颗粒质量浓度在总颗粒物中占主导时，平均为8.46×10-3 m2·g-1；而有机颗粒物占主导时为3.63×10-3 m2·g-1，前者为后者的2.3倍。实测随有机颗粒物质量浓度占比的增大呈乘幂函数形式减小，结合模拟结果，发现研究区水体颗粒物的粒径分布斜率ξ的变化范围为3.6~4.2，对于有机颗粒占主导的远岸水体，ξ约为3.9，而在长江入海口附近水域，悬浮颗粒物的质量比后向散射系数因受粒径分布变化的影响具有较大的变化幅度。。
海洋光学 质量比后向散射系数 Mie理论 粒径分布 颗粒物组成 黄东海 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1301002
强激光与粒子束
2021, 33(10): 103003
