利用COSMIC星载信标机的大气层与电离层探测

不同光谱波段对地球大气层探测的意义地球大气层是人类赖以生存的重要环境之一，同时也涉及到许多军事、研究等领域的信息获取，因此对地球大气层的实时监测与探测至关重要。

而不同的光谱波段也是地球大气层探测的关键。

一、可见光谱波段可见光是人类肉眼可以观察到的一种电磁辐射，波长范围是400-700纳米。

然而，在大气层中，可见光受到气溶胶、云层、水汽等物质的干扰，导致信号强度并不稳定。

因此，可见光谱波段并不适于大气成分和气象数据的定量研究。

二、红外光谱波段红外光谱波段波长范围主要分为近红外波段（700-2500纳米）、中红外波段（2500-25000纳米）和远红外波段（25000-1000000纳米）。

其中近红外波段主要用于表征地球表面的地貌、植被覆盖、土地利用等信息，中红外波段能检测到大气中的化学键振动信息，比较适于大气成分、气溶胶等的探测，而远红外波段则主要用于探测大气中的温室气体信息。

三、紫外光谱波段紫外光波段包括短波紫外（200-300纳米）和长波紫外（300-400纳米），其主要应用领域为大气氧气、氮气等物质的探测。

其中，短波紫外主要用于探测臭氧、硫化物、氮氧化物等有毒气体、空气质量以及大气臭氧分布情况等信息，是国内外环保、航空、科学研究机构使用广泛的光谱波段。

四、微波光谱波段微波光谱波段波长范围广泛，通常从1毫米到1厘米，用于探测地球大气的遥感技术，包括大气温度、水汽、云和降水等信息。

在微波光谱波段中，被称为“微波窗口”的区域（23.8-36.5GHz和50.2-57.2GHz）是用于探测大气中水汽含量、云和降水等的主要波段，因其在大气中传输较稳定，具有高精度、高分辨率等优点，成为遥感的热点领域。

总的来说，不同光谱波段各有其特点和应用领域，掌握这些特点并选择合适的波段进行探测，有利于更加精准地获取地球大气层的信息，为环保、气象、科学研究等领域提供重要帮助。

大气GPS掩星观测反演方法作者：胡雄， 曾桢， 张训械， 张冬娅， 肖存英， HU Xiong， ZENG Zhen， ZHANG Xun-Xie，ZHANG Dong-ya， XIAO Cun-Ying作者单位：胡雄,曾桢,HU Xiong,ZENG Zhen(中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080)， 张训械,ZHANG Xun-Xie(中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080;中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉,430071)， 张冬娅,ZHANG Dong-ya(中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉,430071)， 肖存英,XIAO Cun-Ying(中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080;中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉,430071;中国科学院研究生院,北京,100039)刊名：地球物理学报英文刊名：CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS年，卷(期)：2005，48(4)被引用次数：22次1.张训械.胡雄.曾桢欧洲ACE掩星观测计划[期刊论文]-全球定位系统 2002(06)2.胡雄.曾桢.张训械无线电掩星技术及其应用[期刊论文]-电波科学学报 2002(05)3.曾桢.胡雄.张训械电离层掩星观测反演方法研究[期刊论文]-地球物理学报 2004(04)4.Syndergaard S Modeling the impact of the Earth's oblateness on the retrieval of temperature and pressure profiles from limb sounding 19985.曾桢地球大气GPS无线电掩星观测技术研究[博士论文] 20036.Hocke K Inversion of GPS meteorology data 19977.Fjeldo G.Kliore A J.Eshlermann R The neutral atmosphere of Venus studied with the Mariner V radio occultation experiments 19718.Palmer P.Barnett J.Eyre J A non-linear optimal estimation inverse method for radio occultation measurements of temperature,humidity, and surface pressure 20009.Gorbunov M E.Sokolovskiy S V.Bengtson L Advanced algorithms of inversion of GPS/MET satellite data and their application to reconstruction of temperature and humidity 199610.Lindal G F.Lyons J R.Sweetnam D N The atmosphere of Uranus: Results of radio occultation measurements with Voyager 2 1987(A13)11.Marouf E A.Tyler G L.Rosen P A Profiling Saturn rings by radio occultation 198612.Gorbunov M E Canonical transform method for processing GPS radio occultation data in the lower troposphere 2002(05)13.Jensen A S.Lohmann M S.Benzon H H Full spectrum inversion of radio occultation signals 2003(03)14.Born M.Wolf E Principle of Optics 19991.期刊论文胡雄.张训械.吴小成.肖存英.曾桢.宫晓艳.HU Xiong.ZHANG Xun-Xie.WU Xiao-Cheng.XIAO Cun-Ying.ZENG Zhen.Gong Xiao-Yan山基GPS掩星观测实验及其反演原理-地球物理学报2006,49(1)分别在湖北省药姑山和九宫山的山头上开展GPS掩星观测实验,成功获取山基掩星观测数据,对掩星事件进行了分析和统计.给出利用山基掩星观测数据反演大气折射指数剖面和电波弯曲角的原理和算法.利用山基GPS掩星观测模拟数据,对反演方法进行试算和检验,结果表明反演方法准确可行.将该反演方法应用于观测数据的反演,获得了观测点高度以下的大气折射率剖面,以及电波弯曲角.实验结果和原理研究表明,山基掩星观测技术是一种潜在的低层大气环境监测新技术.2.会议论文方宗义.符养.毛节泰.过静君.胡雄.孙越强.夏青.李黄.杨光林山基GPS掩星观测试验研究2006山基GPS掩星观测是利用GPS技术获取大气中低层参数的技术手段之一.2005年8月在河北雾灵山进行了为期一个月的掩星观测试验，获取观测数据试验站网的布局和观测试验设备的型号及配置；观测试验的组织实施、观测数据的分类、预处理和存档；观测资料的处理.通过计算出来的掩星观测大气折射率廓线和时空匹配的探空折射率廓线比较表明，二者是相互吻合，此项探测技术可行.3.期刊论文宫晓艳.胡雄.吴小成.张训械.宋淑丽.Gong Xiaoyan.Hu Xiong.Wu Xiaocheng.Zhang Xunxie.SongShuli雾灵山GPS掩星观测实验分析-应用气象学报2008,19(2)在高山的山顶上,利用GPS接收机跟踪低仰角和负仰角的GPS卫星信号,即山基GPS掩星观测.该技术可以获得低层大气折射指数剖面.2005年8月1-29日,在河北雾灵山(40.60°N,117.48°E,海拔2118 m)开展了山基GPS掩星观测实验,共获得576 h的原始观测数据,跟踪到掩星事件共1136次,其中621次上升掩星事件,515次下降掩星事件,平均每小时观测到2次掩星事件,经反演成功获得939个大气折射指数剖面.分析结果表明:山基掩星事件发生时间(地方时)大体呈平均分布;山基掩星事件持续时间大部分在15～20 min;山基掩星事件跟踪最低负仰角分布的峰值出现在-3°～-2.5°之间,所跟踪到的最低负仰角达到-4.994°,出现在正南稍偏东方向;下降掩星事件的最低仰角分布明显低于上升掩星事件的最低仰角分布.上述实验结果表明:山基掩星观测每天可为低层大气环境监测提供大量时空分布的折射率数据.具有潜在的应用前景.4.会议论文张贵霞.严豪健.郭鹏.刘敏GPS掩星观测振幅反演研究2004本文在介绍了GPS一些振幅反演介绍的基本算法以后,对CHAMP卫星的振幅观测资料,进行了大气弯曲角、大气折射率、温度剖面的反演,并将结果与相位反演结果进行了比较和讨论.5.学位论文刘敏GPS掩星观测的变分同化技术2005常规的大气探测手段的时空分辨率限制了对于地球大气的时变特性和空间分布的深入认识。

深空探测实验室2023年笔试考点【原创实用版】目录1.深空探测实验室简介2.2023 年笔试考点内容3.备考建议和注意事项正文深空探测实验室，是我国致力于探索宇宙奥秘的重要科研机构，其研究领域涉及空间物理、行星科学、天体测量学等多个学科。

为了选拔优秀的科研人才，深空探测实验室每年都会举行一次笔试，以测试应聘者的专业知识和技能。

那么，2023 年深空探测实验室笔试考点都有哪些呢？接下来，我将为大家详细介绍一下，并为大家提供一些备考建议和注意事项。

2023 年深空探测实验室笔试考点主要包括以下几个方面：1.空间物理：包括宇宙线、太阳风、磁层等物理现象，以及空间天气对航天器运行的影响等。

2.行星科学：涉及对太阳系内各大行星及其卫星的地质、大气、磁场等方面的研究，如火星、木星、土星等。

3.天体测量学：主要研究天体的位置、运动、形状等参数，包括恒星、行星、小行星等。

4.航天器技术：包括航天器的设计、制造、运行、遥感技术等方面的知识。

5.空间探测任务：了解我国及其他国家在深空探测领域的发展历程，熟悉各类深空探测任务的特点和目标。

针对以上考点，以下是一些备考建议和注意事项：1.扎实掌握基础知识：深空探测实验室的笔试题目往往注重考察应聘者的基本功，因此大家要扎实掌握相关领域的基础知识。

2.关注最新科研动态：了解当前深空探测领域的研究热点和前沿动态，可以帮助大家更好地应对笔试中的时事题目。

3.多做练习题：通过做历年真题和模拟题，可以提高大家的应试能力和解题技巧。

4.注重团队协作：深空探测实验室的科研工作往往需要多学科交叉合作，因此在笔试中可能会涉及到一些团队协作能力的考察，大家要提前做好准备。

5.保持良好的心态：考试前保持良好的心态，有助于大家在笔试中发挥出最佳水平。

总之，要想在深空探测实验室的笔试中取得好成绩，关键是要扎实掌握基础知识，关注最新科研动态，多做练习题，注重团队协作，保持良好的心态。

gnss电离层观测技术及反演方法GNSS电离层观测技术的“魔法”想象一下，你站在一片广阔的田野上，头顶是蓝天白云，脚下是绿油油的庄稼。

突然，一阵风吹过，云层散开，阳光洒在大地上，照亮了你的脚下。

这就是GNSS电离层观测技术的神奇之处，它就像是这片天空中的“魔法师”，让我们能够看到更清晰的世界。

我们来了解一下什么是GNSS电离层观测技术。

简单来说，就是通过接收卫星信号，然后分析这些信号在电离层传播过程中的变化，从而获取到电离层的相关信息。

而这个过程中，电离层就像是一个神秘的“魔术师”，它会对我们的信号产生影响，使得我们无法直接看到地面的真实情况。

这个“魔术师”又是如何工作的呢？它的工作原理和我们小时候玩的“魔术扑克牌”差不多。

当卫星信号穿过电离层时，会受到电离层中的各种离子的影响，使得信号发生折射、反射、散射等现象，从而产生各种复杂的变化。

而这些变化，就是我们通过观测得到电离层信息的关键。

现在，让我们来谈谈这个“魔术师”对我们有什么帮助。

有了这个“魔术师”，我们就可以更准确地了解地球的磁场和电离层的情况，这对于导航、通信等领域来说非常重要。

这个“魔术师”也为我们提供了研究地球物理环境的重要手段，比如研究大气中的水汽含量、温度分布等等。

这个“魔术师”并不是万能的。

它也有一些局限性，比如它只能告诉我们电离层的大致情况，而不能告诉我们具体的细节；它也只能告诉我们电离层对信号的影响程度，而不能告诉我们具体的影响方式等等。

但是，正是这些局限性，才使得我们的“魔术师”更加神秘和有趣。

我想说的是，虽然这个“魔术师”有时候会给我们带来一些困扰，但是它也给我们带来了很多惊喜。

它让我们能够更好地理解地球，更好地利用地球的资源。

所以，我们应该感谢这个“魔术师”，感谢它带给我们的知识和乐趣。

GNSS电离层观测技术就像是我们生活中的“魔术师”，它用它的魔法让我们看到了一个更清晰、更真实的世界。

虽然有时候它会给我们带来一些困扰，但是只要我们用心去理解和欣赏，它就会给我们带来很多意想不到的惊喜。

大气探测学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.雾的水平能见度小于1.0km。

参考答案:正确2.全天空成像仪WSI可以实现云量的昼夜连续观测。

参考答案:错误3.云幕灯在白天和夜间均可实现云底高度的测量。

（X）参考答案:错误4.积云云块垂直向上发展不旺盛，厚度小于其水平宽度，从侧面看似小土包，为淡积云。

参考答案:正确5.由于自身冷却或气团沿锋面缓慢抬升而形成的云常呈均匀幕状为（）参考答案:层状云6.在红外波段，以下哪些不是主要的吸收气体？参考答案:氧气（O2）7.在微波波段，氧气的强吸收带位于（）和118GHz附近，通常用来遥感大气温度廓线。

参考答案:60GHz附近8.在微波波段，水汽的强吸收带位于（），通常用来遥感大气湿度廓线。

参考答案:183GHz附近9.降水现象是指（）的水凝（冻）物从空中下落到地面上的现象参考答案:固态_混合态_液态10.利用同一时刻由前向散射仪接收到的（）与雨水检测器接收到的降水强度之比可以区分降水类型。

参考答案:散射光强11.全天空成像仪WSI采用双可见光波段法测量云量，即通过测量天空（）两个窄可见光波段的辐射值确定云量。

参考答案:650nm和450nm12.冷镜式露点仪是目前唯一一种可以在全温湿量程范围内达到较高准确度的测湿仪器，一直作为湿度标准器。

参考答案:正确13.风杯响应风速的变化是一个一阶过程，且响应风速上升和下降的时间常数不同，因此造成“过高效应”。

参考答案:错误14.“日晕三更雨，月晕午时风”描述的下列哪类云的特征？参考答案:卷层云15.下述云中，不属于低云族的是（）参考答案:Ac tra16.激光气象雷达通常由（）等组成。

参考答案:控制与数据处理单元_供电单元_光学接收单元_数据采集单元17.激光气象雷达可以用于探测（）。

参考答案:云底高_风廓线_气溶胶种类_湿度廓线18.散射辐射=总辐射-直接辐射参考答案:正确19.层积云属于一种典型的积状云。

基于国家电波观测站网电离层垂测数据的地震电离层异常研究进展吴健;徐彤;胡艳莉【摘要】地震电离层异常现象已被大量观测所证实,地震电离层异常的特征分析及其物理机理研究对开展地震监测意义重大.近年来,中国电波传播研究所利用国家电波观测站网长期积累的电离层垂测数据,开展了震例分析及其机理研究,初步获得了震前电离层的异常特征,并建立了岩石圈-大气层-电离层电场耦合物理模型.本文简要介绍了近年来我们在该领域的研究进展,并对该领域的发展方向提出建议.【期刊名称】《地震学报》【年(卷),期】2016(038)003【总页数】11页(P345-355)【关键词】电离层异常;临界频率;异常电场;重力波【作者】吴健;徐彤;胡艳莉【作者单位】中国山东青岛266107 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室;中国山东青岛266107 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室;中国山东青岛266107 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P352.3强震前的电离层异常现象常常被称为地震电离层前兆(Pulinets， Boyarchuk，2004)，是地震前产生的一种地球物理现象，对该现象的研究始于20世纪60年代中期． Barnes和Leonard(1965)首次报道了1964年阿拉斯加大地震期间存在显著的电离层异常现象．从此，地震电离层异常成为地震、地质、地磁、地电、电离层和中高层大气等多个学科交叉的科学问题．由于地震电离层异常通常发生在地震前数天内，可作为地震预报的重要辅助信息，因此得到国内外研究人员的广泛重视．目前，俄罗斯、法国、美国、日本和中国台湾等地区对地震电离层异常开展了广泛的监测及其特征研究(Pulinets et al， 2003; Liu et al， 2009; Li，Parrot， 2013)．目前，地震电离层异常研究主要基于地基电离层测量数据(如电离层测高仪数据、总电子含量、甚低频信号幅度等数据)及卫星数据(等离子体参数、电磁场强度等)．大量研究已表明，电离层测高仪自1925年发明以来，一直是监测电离层变化的有效技术手段(熊年禄等， 1999)．利用电离层测高仪数据，科研人员开展了大量的震例分析，试图找出地震电离层异常的规律． Chen等(1999)的统计结果表明： 73%的M5地震在震前5天内记录到电离层异常；对于M6地震，其概率则超过90%．利用中坜站电离层F2层临界频率(foF2)数据， Liu等(2000)针对1994—1999年M>5地震的统计分析结果表明，地震电离层异常具有局地性，且主要发生在当地时间12:00—18:00．尽管已有较多的电离层异常研究成果，但是由于电离层本身变化复杂，且统计样本较少，地震电离层异常的规律尚无定论．另一方面，地震电离层异常引起了地球物理界的关注，并尝试探求其物理成因．目前，主流的成因假说有两种，一是重力波假说(Shalimov， 1992)，二是异常电场假说(Kim et al， 1994)．其中，重力波假说能够很好地解释电离层的同震效应(即地震发生后，短时间内的电离层波动现象)，但其无法解释震前数天的电离层异常现象．随着卫星观测到震前异常电场的报道越来越多，异常电场假说成为接受度最高的理论，其相关研究进展可查阅Pulinets和Davidenko(2014)的综述．20世纪30年代我国科研人员也开始了实验性的电离层观测和研究．二战期间，以服务短波通信为目的，在重庆建立的我国第一个常规电离层垂测站(现在的重庆电波观测站)， 1943年4月正式开始了我国常态化的电离层垂直探测，至今已积累了连续70多年的电离层观测资料，为开展震例研究提供了丰富的基础资料．经过数十年的电离层观测站网建设，我国已形成了具有宽地域覆盖、高空间分辨、全天候常规电离层观测能力的观测网络．我国基于电离层垂测数据的地震电离层异常研究则始于1976年的唐山大地震之后. 20世纪80年代，中国电波传播研究所投入大量人力开展相关研究，并在2008年汶川地震前观测到震中附近foF2呈异常变化．近年来，在国家有关部门的大力支持下，依托国家电波观测站网和中国地震局地震台站观测网，以首都圈为重点区域建成了电离层地基高分辨率观测网，用电离层测高仪和电离层斜探测仪组网对电离层异常开展高分辨观测，并于2009年成立了电离层地基高分辨率观测数据中心，实现了与中国地震局实时数据共享并为其提供信息服务．同时，中国电波传播研究所积极组织科研队伍，利用电离层垂测、斜测、总电子含量等多种数据深入开展地震电离层异常特征及机理的研究(Xu et al， 2010a， b， 2011a， b， c， 2012， 2015a， b；Hu et al， 2013; 徐彤等， 2011， 2012， 2013)，本文将重点介绍近年来我们在这方面的研究进展．2008年5月12日汶川大地震是目前研究最为深入的震例，对于其震前电离层异常变化特征的认识也比较一致． Zhao等(2008)首次报道了汶川地震前的电离层异常现象，分析了武汉站和厦门站的电离层垂测数据，结果显示震前3天即5月9日午后，电离层foF2异常增加． Liu等(2009)通过分析GPS总电子含量数据，也得到了相似的结论．我们利用重庆、海口、兰州、拉萨等多个台站的电离层垂测数据，详细分析了汶川地震前的电离层异常变化特征(Xu et al， 2010a， b， 2011b)．图1a给出了2008年5月9日16时震中附近重庆站观测到的电离层电子密度扰动变化．可以看出： F2层电子密度(对应foF2)显著增加，约为背景参考值的3倍多；而其它高度，如F1层和E层，其电子密度变化相对不够明显．图1b为电子密度扰动的三维分布，可见扰动主要局限在震中的F2层．图2给出了汶川地震前电离层foF2扰动增量在全国的二维分布，可以看出，震前电离层异常扰动主要集中在震中附近，具有显著的局地性．这就要求地震电离层异常监测的水平分辨率要高．天基探测手段也捕捉到了该次地震的电离层异常信息， Liu等(2009)基于COSMIC掩星数据的研究结果也显示F2层电离层异常增加．此外，关于2010年1月12日MW7.0海地地震(Liu et al， 2011)和2011年3月11日MW9.0日本地震(Xu et al， 2011c)的研究也较为深入，其结果也显示出类似的电离层异常特征．通过上述分析可知，汶川地震前数天，震中附近电离层F2层的电子密度异常在午后时段显著，而电离层其它区域(如F1层， E层)的电子密度(或foF1， foE)变化特征相对不够明显．因此在电离层垂测参数中， foF2对孕震过程的响应最为敏感．鉴于电离层foF2对地震响应的高度敏感性，本文利用四分位数法(Liu et al，2000)对1960—2008年我国发生的14次M>7.0地震前的电离层foF2参数进行研究，详细分析地震电离层异常foF2扰动的时间、空间分布规律以及扰动形态特点(徐彤等， 2012； Xu et al， 2015a)．统计结果表明，其中12次地震(85.7%)在震前出现电离层异常(主要为正扰动)，并且大部分异常发生在震前7天以内的当地时间11:00—17:00(图3， 4)，与Liu et al(2000)的研究结果基本一致．此外，电离层foF2扰动幅度与即将发生的地震震级、震中距有不同程度的相关性．随着震级的增大，电离层扰动量也增加，二者呈明显的正相关关系，如图5所示．地震电离层异常的扰动量，除了与震级有关外，还可能与震源深度、观测站相对于震中的距离及方位有关，这些因素可能共同决定着地震电离层异常的强度．此外，孕震过程对电离层的影响局限在一定的空间尺度范围内．忽略岩石密度和地质条件，地震释放到地表的能量将随距离平方而衰减．因此，对于同一震级的地震，震源深度不同，孕震过程释放到地球表面的能量会不同，可能会对电离层产生不同程度的影响．由于所选取的地震事件样本有限，而且这14次地震大多是浅表地震，所以本文未分析电离层扰动与震源深度之间的相关性．电离层foF2的变化极易受到太阳活动及地磁活动的影响，变化复杂．强太阳活动，如日冕物质抛射事件，向行星际空间喷射大量的等离子体云，等离子体云经1.5—3天到达地球，与地磁场作用产生强烈的地磁扰动，形成磁暴．磁暴期间，自磁层向下沉降的高能粒子对高纬度热层底部中性大气加热，并使之膨胀，导致全球范围内的电离层foF2产生剧烈扰动(增加或减少)．此外，即使在地磁活动平静期间，电离层foF2亦可能出现显著扰动(称为磁静日扰动)(Mikhailov et al，2004)．因此，判定电离层异常是否与地震有关，需开展电离层foF2震前变化特征与磁暴(磁静日)期间foF2变化的区别研究．3.1 与磁暴电离层扰动区别关于汶川地震的分析已表明，震前电离层foF2扰动主要集中在震中附近，具有明显的局地性特征(Zhao et al， 2008; Xu et al， 2010a， b， 2011b)．而磁暴期间，电离层扰动具有全球尺度特征．图6给出了2014年7月27日磁暴期间电离层foF2扰动的分布．与图2相比，磁暴期间电离层扰动的空间尺度更大，扰动更复杂．3.2 与磁静日电离层扰动区别我们利用我国电离层垂测站网在第21—23太阳周长达约30年的foF2数据，分析foF2在磁静日的扰动特征(Xu et al， 2015b)．研究结果表明，磁静日电离层foF2正扰动主要发生在夜间，白天相对较少，如图7所示．而地震电离层异常的统计研究 (Liu et al， 2000)表明，震前正异常主要发生在白天午后(图4)，与磁静日电离层foF2正扰动时间正好相反．因此，在我国磁静日期间，当白天电离层foF2显著增加时，应引起重视，并结合其它诸如区域分布特征等信息来判断其是否为地震异常．地震电离层异常的物理机理研究，可以加深对现象的认识，有利于建立可靠的预测模型．然而，目前孕震过程所引起电离层异常的物理机理尚不确定．分析电离层异常扰动的成因，需厘清控制电离层状态的基本物理过程．电离层F层的离化源主要是太阳紫外、极紫外辐射等，所以太阳辐射所产生的光化学过程对电离层起决定性作用．除了受太阳活动控制外， F层还会受到各种动力学过程的影响，如热层环流、E×B漂移等．因此，可以用包含上述控制因素的等离子体连续性方程和动量方程来描述电离层的状态, 具体表达式为式中： Ni为离子浓度， Pi为离子压强， mi为离子质量，νin为离子碰撞频率；qi为离子的产生率，与太阳辐射强度有关；βi为离子的复合率，取决于中性成分； E为电场强度， B为地磁场强度， Vi为离子运动速度， U为水平中性风．式(1)和式(2)表明，可以认为太阳活动和地磁活动宁静期qi和βi基本不变，电子密度的扰动主要是由式(1)左边的第二项·(NiVi)所表示的输运过程引起．而引起速度Vi显著改变的因素，可能性较大的只有风场U和电场E，前者对应“重力波”假说，后者则对应“异常电场”假说．4.1 大气重力波假说检验重力波假说最早由Shalimov(1992)提出．由于地壳的块状构造，孕震过程所引起的重力振荡的幅度随距离地面高度的增加而增加，震前这些振荡瞬间像“活塞”似的影响到大气层，产生内重力波．重力波(声重波)抵达电离层后，引起电离层高度的中性风场U的波动，影响电离层输运过程，电离层发生扰动． Pulinets和Boyarchuk(2004)对该理论表示质疑，并指出重力波向上传输过程中由于受到中性风、热传导和其它扩散过程的影响而很难传到电离层高度．此外，强震发生时电离层受重力波的影响，扰动幅度仅为1-2 TECU，因此无法解释震前数天显著的电离层异常．以上均为对电离层异常的定性分析. 为了进行定量分析，徐彤等(2011， 2013)利用大气运动方程，结合地震能量激发因素，开展了大气重力波引起电离层异常扰动的验证研究；其结果表明，重力波无法引起震前电离层的显著扰动．此外，徐彤等(2011， 2013)也检验了Hegai等(2006)提出的异常电场在电离层高度激发重力波的理论；其模拟结果表明，电子密度扰动甚微(图8)，与我国实际观测相差甚远. 可见，该理论同样无法解释地震电离层异常现象．4.2 异常电场提取与建模异常电场假说由Kim等(1994)提出，经不断完善，成为目前认可度最高的一种假说．在地震孕育过程中除了力学过程，还伴随放射性化学过程，如氡气辐射．中性大气被地下逸出的氡气电离，并与水分子集合形成中性离子团．在地震孕育区上方接近地表的大气中富含这些中性离子团包裹的隐形离子．地震孕育区的地壳释放气体主要为CO2．中性离子团被这些气体破坏，以致于在很短的时间内，地表大气中产生大量的离子，最终形成一个异常电场E传输至电离层高度，通过电动力学过程，改变了电离层的状态．4.2.1 电场异常强度定量估算国内外研究人员关于汶川地震前电离层异常的认识较为统一，因此，本文利用汶川地震前震中附近的5个站(海口、广州、昆明、拉萨、重庆)的电离层垂测数据，借助电离层电子密度与峰值高度、漂移速度的经验模型，定量估算电离层高度异常的电场强度为(Xu et al， 2011b)式中， E为电场强度， B为地磁场强度， hm为最大电子密度高度， Nm为最大电子密度， I为磁倾角．计算结果显示，异常电场强度约为1.0 mV/m，且局限在震中附近(图9a)，其强度与零星的电磁卫星观测资料相符．此外，利用本文建立的一维电离层时变物理模型(图8a)，讨论不同外加电场条件下电离层电子密度的扰动响应．模拟结果表明， mV/m量级的异常电场可以引起电离层F层电子密度的显著扰动(图9b )，与实际观测的数量级一致．4.2.2 岩石圈-大气层-电离层电耦合建模传统理论认为，震前放射性物质氡气的释放能显著改变近地面大气的电特性，形成异常电场渗透到电离层高度，从而引起电离层异常．然而，这些研究多是定性分析．虽然欧美部分研究人员的模拟结果显示电场穿透效率低，但遗憾的是这些模拟并未考虑到氡气异常的离化作用，因此经典的氡气释放激发电场渗透理论遭到质疑．上述电场穿透过程可用·J=0，J=σ·E及E=-Φ等方程描述，考虑到中性大气的各向同性特征，可以得到式中， E为电场强度， J为电流密度，σ为电导率标量，Φ为电势．将本文建立的氡气释放增强大气电导率的模型嵌入式(4)(Xu et al， 2015a)中，模拟结果表明，氡气异常释放时，近地表电导率可以显著增加60%，电离层高度电场亦有相应程度的增加，但其量级仅为μV/m，故该理论也无法解释震前的电离层异常现象(图10a)．此外，由于海水的导电性和流动性，氡气异常释放假说同样也难以解释海上强震前的电离层异常．另外一方面， Freund (2010)试验表明，震前由于岩石挤压可以形成强度为0.1-10 μA/m2的地表电流．考虑地表电流因素后，计算发现在电离层高度电场幅度达到mV/m量级时，会引起电离层电子密度显著扰动(图10b)，给建立地震电离层异常因果链带来了曙光．但是，该强度的电流是否存在，尚需进一步确认．关于震前电离层异常现象的研究已经长达半个世纪之久，特别是2008年汶川地震前电离层异常现象的报道，使得地震电离层异常效应倍受关注．近年来，中国电波传播研究所在国防科技工业技术基础及国家自然科学基金等项目的支持下，利用国家电波观测站网电离层垂测数据深入地开展了汶川地震及1960年以来我国其它14次M>7.0强震前的电离层异常变化分析．研究表明，电离层垂测参数中，foF2震前异常最为显著，而其它层(如F1层、 E层)的参数变化不够显著．地震电离层异常一般发生在震前数天内的午后时段，具有局地性特点，具有区别于磁暴、磁静日电离层的扰动特征．另外，我们检验了传统的“重力波”及“异常电场”假说，并积极探索和发展地震电离层异常电场驱动理论，初步建立了岩石圈-大气层-电离层电场耦合物理模型．相关研究表明：“重力波”假说能够很好地解释电离层同震时的波动现象，而无法解释震前异常扰动现象；而基于电场驱动的“异常电场”假说，如氡气释放引起的电场穿透理论、岩石压力形成的电流传输理论，优于重力波假说．孕震区岩石压力形成的电流会引起电离层电场异常的假说，较氡气释放电离层电场导致异常的假说更具有优势，但是岩石压力形成电流理论还需试验进一步证实．尽管对地震电离层异常的规律及其机理的认识在不断加深，但是由于电离层自身特点的多样性及岩石圈与电离层耦合的复杂性，地震电离层异常的特征及机理尚不确定．若将地震电离层异常作为地震前兆应用于实际的地震预报，在电离层多手段监测、异常规律认识、信息识别和提取以及机理研究等方面还有许多工作亟需开展．今后的主要发展方向如下：1) 发展天地基联合监测手段. 地震电离层异常监测对监测手段的时间和空间分辨率要求很高．因此，可以利用传统的地基(如垂测)和新发展的天基电离层探测手段，对电离层进行联合监测，相互补充，形成天地一体化的监测网络．天基观测可实现全球范围电波环境的连续观测，尤其是在海洋等难以大量地面建站的区域．我国目前的电离层地基观测站网，基本以服务电波传播应用研究的需要为出发点，覆盖我国主要空间区域．地震电离层异常具有显著的局地性特征，对电离层观测的水平分辨率要求高得多，现有电离层观测站网有待进一步优化、补充．建议在当前站网能力条件下，通过独立建站、合作建站、数据共享等多种方式，加强对地震多发地区的电离层观测．2) 加强地震电离层异常规律及机理研究．虽然国内外对地震电离层异常的规律及物理机理进行了大量的研究，但是还处于初步探索阶段，需要投入大量人力，持续深入开展地震电离层异常数据统计及物理成因研究．对地震电离层异常规律的认识，尚存在诸多不一致甚至矛盾之处．在机理研究方面，虽然大气重力波假说遭到质疑，但也不能否认部分研究人员对该假说的支持．电场异常假说可以解释目前地震电离层异常的众多特征，但是地震孕育期间是否存在地表异常电场，尚存争议．由于卫星对某定点的连续监测能力低，电离层高度异常电场是否存在，还有待于电磁监测试验卫星直接测量和地面观测数据的证实．因此，建议在加强对电离层电场异常的天基直接观测的同时，加强对地面电场变化的监测．3) 加强交流合作．开展地震电离层异常研究的团队较多，但力量和学科均很分散．除了与中国地震局牵头的国内多家单位的有限合作研究外，还应加强与外部的交流合作．台湾地区刘正彦研究团队的成果最具代表性． 2006年，台湾地区“太空中心”与美国“大学大气研究联盟”联合研制的“福卫三号”卫星(COSMIC)成功发射，目前已经积累了数年的可用数据．该团队开展地震电离层异常研究较早，数据处理技术先进，并且最早提出电离层异常标准，积累了丰富的地震电离层异常提取经验．而大陆目前还没有发射类似的电离层监测卫星，电离层天基监测数据匮乏．此外，法国DEMETER卫星数据也是我国急需的数据，俄罗斯Pulinets教授团队是目前地震电离层异常机理研究最为深入、影响力最大的团队．我国电离层地基测量数据丰富，但是目前缺乏电离层天基测量数据，机理研究尚处于起步阶段．因此，加强合作，优势互补，联合攻关，进一步深化地震电离层异常研究，以推进地震电离层异常监测预警技术的发展．徐彤，吴健，吴振森，胡艳丽，李春斌. 2011. 地震电离层异常机理初探：大气重力波[J]. 电波科学学报， 26(增刊): 190--193.Xu T， Wu J， Wu Z S， Hu Y L， Li C B. 2011. 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然遥感考试资料第1章绪论名词解释：1、遥感：在不直接接触目标物的情况下，使用特定的探测仪器来接受目标物体的电磁波信息，再经过对信息的传输、加工、处理、判读，从而识别目标物体的技术。

❝2、遥感平台：：用来装载传感器的运载工具填空题：1、遥感平台的种类可分为航天平台、航空平台、地面平台三类。

2、按照传感器工作方式，遥感可以分为被动遥感、主动遥感两类。

3、遥感技术系统由：遥感平台、传感器、遥感数据接受与处理系统、遥感资料分析解译系统4个部分组成。

问答题：1、遥感的应用领域有哪些（至少举6类）？答：资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥感第2章遥感电磁辐射基础名词解释：❝1、电磁波:电磁波是在真空中或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波❝2、电磁波谱:按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列❝3、绝对黑体:对任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体❝4、绝对白体:反射所有波长的电磁辐射❝5、灰体:没有显著的选择吸收，吸收率虽然小于1，但基本不随波长变化的物体❝6、绝对温度：和热力学温度是同义词, 符号T单位K❝7、辐射温度：如果实际物体的总辐射出射度(包括全部波长)与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等则黑体的温度称为该物体的辐射温度❝8、光谱辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量❝9、大气窗口:通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利的电磁辐射波段通常称为“大气窗口”❝10、发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比。

❝11、光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比❝12、光谱反射特性曲线:平面坐标曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率或者（在平面坐标上表示地物反射率随波长变化规律的曲线）填空题：1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由r玛射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。

民用航空气象人员执照考试试题（问答题、术语题）一、法规标准1.1通用法规和空管知识三、问答题1、试题编号：02FG06TY1251按飞行高度飞行可分哪几类？答：飞行分类按飞行高度可分超低空飞行、低空飞行、中空飞行、高空飞行、平流层飞行。

2、试题编号：02FG06TY8408机场灯光系统主要包括哪几个灯光系统？答：进近灯光，跑道灯光，滑行道灯光。

3、试题编号：02FG06TY6938飞机为什么通常要求在逆风条件下起飞和着陆？答：因为（1）逆风可使离地和着陆的速度减小，能缩短滑跑距离；（2）逆风起飞由于产生附加进气量，可增大飞机运动开始时的方向稳定性和操纵性（3）逆风着陆增大了飞机迎面阻力，使飞机减速加快，也减小了接地速度；（4）逆风可增加升力，故在逆风条件下，据逆风分量的大小，可相应增加飞机载重量。

4、试题编号：02FG06TY9296I类、II类精密进近的决断高和能见度（或跑道视程）分别是多少米？答：I类精密进近的决断高不低于60米，能见度不小于800米或RVR不小于550米；Ⅱ类精密进近的决断高低于60米，但不低于30米，RVR不小于350米。

5、试题编号：02FG06TY9126夜间的能见度决定于哪三个因子？答：大气透明度、灯光强度、视觉感阈。

6、试题编号：02FG06TY9287影响飞机升力和阻力的因素有哪些？答：影响飞机升力和阻力的因素有飞行速度、机翼面积、空气密度及升力、阻力系数。

7、试题编号：02FG06TY7975非精密进近和精密进近的最低标准分别由哪些因素决定？答：非精密进近的最低标准是由最低下降高度（MDA）/高（MDH）、能见度（VIS）决定；Ⅰ类精密进近的最低标准应当包括决断高度／高（ＤＡ／ＤＨ）、跑道视程（ＲＶＲ）或者能见度。

在装有ＲＶＲ的跑道，精密进近最低标准用决断高度／高（ＤＡ／ＤＨ）、跑道视程（ＲＶＲ）表示。

8、试题编号：02FG06TY7289我国现行的空域分为哪几个区？答：我国现行空域分为飞行情报区、管制区、限制区、危险区、禁区、航路和航线。

1.引言大气层是地球的保护层，它对地球生命的发展和维护起着至关重要的作用。

然而，大气层并不是无限延伸的，它有一个边缘，也就是大气层边缘。

在这个交接处，地球的大气层与宇宙空间相接触，是人类探究宇宙的重要门户之一。

2.大气层的结构及特征大气层可以分为五层：对流层、平流层、中间层、顶层和外层。

其中对流层是地球上最低的一层，也是我们生活的空间。

大气层的温度、压力、密度等物理参数随高度的增加而发生变化，直至最高层的外层大气层，几乎没有气体分子存在。

3.大气层边缘的界定大气层的边缘定义为卫星轨道高度以上的海拔高度，这个高度大约在100公里左右，被称为卡门线（Kármán line）。

在这个高度以上，大气层变得非常稀薄，气压只有地面上的万分之一，几乎没有空气分子。

4.大气层边缘的探索历程人类对大气层边缘的探索可以追溯到20世纪初。

当时，科学家们通过计算、实验和模拟，预测出大气层边缘的高度。

随着航空技术和航天技术的发展，人们开始尝试用飞机和火箭探索大气层边缘。

1947年，美国空军上校查尔斯·耶格尔驾驶X-1号飞机，成功地穿越了卡门线，成为第一位突破大气层边缘的人类。

5.大气层边缘的探索工具如今，随着科技的不断发展，人们已经可以用各种高科技工具来探索大气层边缘。

其中，卫星是最常用的工具之一。

美国的《极光计划》（Aurora Program）就是用卫星来观察大气层边缘的变化。

此外，还有火箭、高空气球、无人机等多种探测手段。

6.大气层边缘对人类的意义大气层边缘是人类前往宇宙的重要门户之一，也是我们了解地球和宇宙的起点。

对于航天和卫星技术的发展，大气层边缘的探索更是至关重要。

此外，大气层边缘还与地球的气候、天气等方面有着密切联系，对于环境保护和减少自然灾害也具有重要意义。

7.大气层边缘的未来随着科技的不断发展，大气层边缘的探索将会越来越深入。

人们可以通过更加先进的观测工具和技术，深入了解大气层边缘的物理特性和变化规律。