张轩谊 1,2,3,*韦飞 1,2,3彭松武 1,3冯鹏远 1,3冷双 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 天基空间环境探测北京市重点实验室, 北京 100190
太阳远紫外辐射是临近空间能量输入的主要来源之一, 临近空间环境对太阳爆发活动的响应是有待深化研究的重要科学问题。 对太阳远紫外在中高层大气的辐射特性进行研究, 是研究临近空间大气成分与密度变化、 光化学反应以及动力学过程的重要基础。 利用FISM2耀斑模型计算的远紫外数据和MSIS-E-00模型提供的地球中高层大气数据, 将120~190 nm的太阳远紫外辐射分为7段, 使用基于Lambert-Beer定律的大气辐射传输方法进行数值模拟。 选取2010年1月至2020年12月共11年间的150组耀斑数据, 利用时间滞后互相关(TLCC)评估了太阳远紫外辐射和软X射线的耀斑峰值时间差, 使用最小二乘法(LS)计算了二者的耀斑峰值流量关系, 然后利用大气辐射传输方法计算了耀斑爆发时太阳远紫外在临近空间(20~100 km)的光谱特性、 流量变化以及加热率变化, 最后计算了太阳远紫外辐射在地球大气中的沉积情况。 计算结果表明, 在太阳耀斑爆发过程中, 远紫外辐射的流量出现明显变化, 流量峰值比软X射线提前240 s左右; 远紫外辐射与软X射线的流量峰值近似线性相关, 大于140 nm波段的系数随波长的增加而增大; 在20~100 km的临近空间范围, 太阳远紫外光谱几乎被完全吸收, 但由于大气成分特殊的吸收窗口结构, 185~190 nm波段的部分光谱可到达20 km高度; 临近空间区域内, 太阳耀斑爆发时与爆发前的远紫外流量比值在7个波段均为2.0左右, 峰值加热率的比值分别为1.22, 1.88, 1.35, 1.42, 1.23, 1.08和1.11。 验证了在临近空间利用远紫外辐射感知太阳耀斑的可行性, 为临近空间光学探测实验提供理论依据, 为大气反演等相关研究领域提供参考。
临近空间 太阳耀斑 远紫外 辐射传输 大气吸收 Near space Solar flare Far ultraviolet radiation Radiative transfer Atmospheric absorption 
光谱学与光谱分析
2023, 43(2): 374
翁建文 1,2袁银麟 1,*康晴 1涂碧海 1,2[ ... ]郑小兵 1
作者单位
摘要
1 中国科学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, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
为了有效校正星载偏振相机成像时太阳耀斑区产生的拖尾,以高分五号卫星多角度偏振成像仪为例,结合多角度偏振成像仪在轨成像特点,理论分析了图像获取过程中拖尾产生的机理.建立了光斑区不含饱和像元情况下能够有效对漏光拖尾进行校正的矩阵法与暗行法校正模型,以及光斑区全像元饱和情况下结合矩阵法与暗行法估计光斑区饱和像元强度的遗留拖尾校正模型,该算法充分考虑了强光饱和条件下太阳耀斑区产生的漏光拖尾与遗留拖尾.利用实验室积分球光源成像光斑模拟在轨运行时遥感图像太阳耀斑开展拖尾校正方法可行性验证实验.实验结果表明,该方法不仅能有效去除图像中的拖尾噪声,提高图像质量,而且能够对光斑饱和像元强度进行有效估计.最后,分析多角度偏振成像仪在轨成像图中耀斑区拖尾对其辐亮度测量精度的影响,分析结果表明,拖尾校正前后,灰度方差由202.69×106下降至2.32×106,平均梯度由5.08×10-1下降至2.26×10-1.
偏振相机 太阳耀斑 漏光拖尾 遗留拖尾 饱和 测量精度 Polarization camera Sun glint Light leakage smear Legacy smear Saturation Measurement accuracy 
光子学报
2020, 49(2): 0228002
作者单位
摘要
1 北京大学, 空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室, 北京 100871
2 国家卫星气象中心, 北京 100081
传感器入瞳处接收到的中红外波段(3~5 μm)能量包含反射的太阳能量与地物自身的发射能量。 通常该波段反射的太阳能量很弱, 但在海面太阳耀斑区等特定情况下, 被中红外通道探测到的反射太阳能量是比较可观的, 且其对大气影响的敏感性较低, 同时, 对于搭载有在轨定标系统的卫星传感器, 使用黑体定标后的中红外波段的在轨辐射性能相当稳定的。 因此, 考虑将中红外波段的海面耀斑区反射率作为用于反射太阳波段交叉定标的基准。 基于这个想法, 构建了改进的、 适用于VIIRS(visible infrared imaging radiometer)中红外波段的非线性劈窗模型来计算南印度洋海面耀斑区中红外反射率。 首先统计得到VIIRS M12和M13波段海面反射率的限定关系, 然后使用非线性劈窗算法模拟计算海面反射率, 模拟模型的不确定度为083%。 在此基础上使用VIIRS的M12波段(中心波长为3697 μm)太阳耀斑区数据计算选取的样本区的海面反射率。 然后使用两种方法对反射率精度进行验证, 精度分别为029%和023%, 假设M12和M13波段海面反射率相等的反射率计算结果精度分别为248%和103%。 该计算模型大大提高了精度, 说明该模型用于VIIRS M12中红外波段计算海洋耀斑区反射率是有效可行的, 其精度能够满足中红外波段海面反射率作为波段间定标基准的需求。Window Model
中红外 太阳耀斑 海表反射率 波段间定标 Middle infrared Sun glint area Surface surface reflectance VIIRS VIIRS Band calibration 
光谱学与光谱分析
2017, 37(2): 394
董全力 1,2,*王首钧 2袁大伟 2陆全明 3[ ... ]张杰 2,11
作者单位
摘要
1 鲁东大学物理与光电工程学院, 山东 烟台 264205
2 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京 100190
3 中国科学技术大学中国科学院基础等离子体物理重点实验室, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院国家天文台光学天文重点实验室, 北京 100012
5 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
6 中国科学院高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
7 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
8 浙江大学物理系聚变科学理论与模拟研究所, 浙江 杭州 310027
9 鲁尔大学理论物理研究所, 德国 波鸿 D-44780
10 马里兰大学帕克分校物理系, 美国 马里兰 University Park 20742
11 上海交通大学物理系教育部激光等离子体物理研究重点实验室, 上海 200240
激光等离子体磁重联实验再现了卫星观测到的日地磁场活动特征。一方面,实验再现了太阳冕区物质抛射及耀斑结构,包括明亮的尖屋顶状环、具有微细结构的磁化等离子体团以及二者之间因为磁场拉扯而产生的二阶电流片。另一方面,实验发现存在三个电子扩散区(EDR),这与欧洲空间局Cluster卫星先后在2003年和2005年发现的分别处于地磁尾重联区中间部位及两侧分形线位置的两类EDR结构相似。所不同的是,在激光等离子体磁重联实验中,两类EDR在一次重联过程中产生,但中心EDR出现时间晚于两侧EDR,且其发展速度更快,喷流速度接近或者超过迎流Alfven速度。通过对太阳耀斑附近、地磁尾重联区以及激光等离子体自生磁场重联区位置等离子体的参数比较,显示三者在一定程度上具有Euler-Alfven相似性,这表明可以通过激光等离子体自生磁场的重联过程来研究其他两种等离子体中的磁重联现象。
实验室天体物理 太阳冕区物质抛射 太阳耀斑 磁重联 电子扩散区 
激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080013
作者单位
摘要
上海交通大学,光纤技术研究所,区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海,200030
为了用实验室中得到的数据来模拟光纤在太空环境中的辐照损伤情况,通过将辐照损伤效应考虑为激励及响应过程的叠加,提出了一种新的理论模型.光纤在太空环境下的可能受到的最主要的辐照情况是宇宙背景辐射和太阳耀斑.针对背景辐射均匀稳定,剂量速率较小和太阳耀斑突发、剂量速率大的特点,对激励函数进行不同处理,从而得到不同的理论模型.结果表明,综合不同模型,可得到一种可行的理论方法来预测太空中的光纤损耗.
光纤 辐照 背景辐射 太阳耀斑 
激光技术
2005, 29(2): 148

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