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奥林匹克山气象试验
热度 2 xuxfyuwp 2020-5-17 16:24
听说奥林匹克山气象试验时，我联想到希腊。后来细查，奥林匹克山原来在美国，位于华盛顿州西北角毗邻太平洋的一个半岛上，这个半岛被称为奥林匹克半岛。这样命名，多少还是与希腊有关。18世纪英国人深入到半岛，被这里壮美的山脉所吸引，感觉很像希腊诸神居住的奥林匹斯山脉，便开始以奥林匹克山相称。直到1938年，以奥林匹克山脉为中心的美国国家公园正式成立，半岛、公园、山脉也随之都冠以奥林匹克。 1 2014年2月，美国国家航空航天局（NASA）成功发射了测雨卫星GPM，这是一颗带有双频雷达和13通道(10~183GHz)微波成像仪（GMI）等其他载荷的主动和被动遥感相结合的气象卫星。通过Ku(13.6GHz)、Ka(35.5GHz)两个频段，测雨雷达从外空对地球上的云雨进行主动扫描观测，从而提高全球降水观测能力。对于大量无人区域来说，卫星降水观测是很好的弥补手段，尽管在精度上不能与实测仪器相比，但在时空分布上有独特优势，特别是对气候演变趋势分析很有价值。这颗卫星也叫GPM-CORE，是GPM星座的核心星。整个星座包括了NASA和日本航天局（JAXA）已有的一些气象遥感卫星，以及与两者有双边协议合作单位的卫星，还包括法国国家太空研究中心（CNES）、印度空间研究组织（ISRO）、欧洲气象卫星应用组织(EUMETSAT)、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）及美国国防部（DOD）的卫星，构成了一个协同观测体系。该体系每颗星观测到的信息可及时共享，增加了整体观测功能，提高了效率。 从遥远的太空对地开展主动遥感观测，要对其观测精度进行检验和标定，也需要对其产生的各类应用产品准确性进行校正，如雷达探测估测的降雨，需要与地面实测数据对比。尽管通过对热带测雨卫星TRMM多年应用和检验，已积累了丰富的外空对地雷达测雨反演经验和算法，但GPM将探测范围从热带拓展到了全球，则需要对中高纬度降雨类型的反演算法进行调整并重新验证。 受中高纬度太平洋西风带斜压天气系统和地形作用共同影响，奥林匹克山谷一个季节的降水量就可达2000~4000毫米，且由于是山地环境，云系的微物理相态在垂直方向变化很大，无论是从天气学还是从区域气候学角度，这里都是一个理想的外场试验区。可以通过布设各种类型的观测设备，在多变的天气系统影响下，将不同类型的探测资料进行综合分析和模拟试验，并与GPM星的观测信息进行对比。做这样的试验，既可以标定卫星资料精度，也可以对奥林匹克山伴随特殊中纬度地形产生的复杂天气系统进行分析研究，还可以改进卫星雷达在这一区域反演降水算法，显然一举多得。 2 奥林匹克山气象试验从2014年秋季开始，持续到2016年春季，重点观测活动集中在2015至2016年秋冬季。来自NASA、NOAA、美国国家基金会(NSF)、各大学相关领域的专家参加了这一试验。他们在地面上布设了四种频段的双偏振多普勒雷达，包括S波段、X波段、Ku波段和Ka波段。S和X波段雷达用于对大范围天气系统进行监测，Ku和Ka波段雷达除有助于监测天气系统的细微结构外，还可直接与GPM卫星上的Ku/ Ka波段雷达信息进行对比校正。 地面观测的另一重要特点是沿着奥林匹克山体走向布设自动观测站，形成对沿山脉爬升和下沉气流和天气系统变化的立体观测，可以更细致地了解山脉对天气系统的影响及天气变化的连续过程。此外，还安装了自动摄像机，可以监测并记录降雪和积雪状况。 除地基综合观测外，来自空中的观测设备也展示了很强的能力。NASA提供了四架研究飞机参与空中观测，除飞机本身携带的观测仪器外，在有雨、雪等天气系统时，还通过下投探空仪（dropsondes）和探空仪（rawinsondes）对天气系统的垂直结构进行探测。 NASA的DC-8型飞机的飞行高度可达11.8公里，装载了新型三频雷达探测仪APR-3，可以通过Ku、Ka、W三个频段进行主动探测，还装有多波段微波被动遥感装置COSMIR，两个装置协同观测，可以较完整地获取大气状况信息。NASA的另一架ER-2型飞机功能更强一些，飞行高度可达18公里，安装Ku和Ka双频雷达HIWRAP，9.4和9.6GHz双X波段雷达EXRAD，94GHz 的W波段云雷达CRS-Radar，8波段微波辐射计AirMSPI，激光雷达CPL等。与这两架飞机协调探测的另一架飞机是美国北达科他大学（UND）提供的Citation型飞机，可在0.6至7.5公里高度飞行，配备了最先进的云微物理探测仪，主要在云层内飞行，可对云中的云滴、水滴、冰晶的图像、大小、浓度、速度等进行直接观测，用于与雷达、卫星获取的遥感信息转换的云水信息量进行比较验证，从而对算法进行改进。 这些飞机通过反复穿越中纬度斜压风暴系统，获取了大量宝贵的实测资料。一方面，通过Ku和Ka双频雷达获取的信息能与GPM卫星的双频雷达信息进行比较验证。另一方面，各类信息也对研究降雨过程的演变非常有价值，如W波段雷达信息可以观测到云中更为精细的水滴和冰晶粒子信息的变化，再与地面较长波段雷达探测信息结合，信息就更完整了；飞在云顶上的ER-2型飞机可以通过激光雷达直接获取云顶高度变化，这也是云系发展的重要指标特征。 3 各类先进设备进行野外观测试验，最终目标是要对获取的信息进行合理的分析和在天气气候研究中得到有效应用。已有不少科学家对此做了分析研究，取得了很有价值的成果，在不少刊物上都可查阅到相关文献。 通过了解奥林匹克山气象实验的设计和装备配置情况，可以得到一些有益的启示：对于空间对地探测获取的卫星信息，无论是主动遥感还是被动遥感，都应与地面或低空实测信息进行系统性对比检验，根据对比结果标定探测精度，改进产品算法，使卫星产品质量更为可靠；随着探测技术提升，多频主动遥感雷达已可在地面、空中和太空探测中得到应用，与单频雷达相比，它获取的信息更为丰富，对雨滴、云滴、冰晶等的形状、尺度、密度及运动变化和分布特征监测得更为细致，并进一步开发出更多应用产品，对这些信息的分析、理解和应用，有助于大气探测技术对预报业务的有效支撑；选择合适的地点进行业务、科研试验，既可以对探测设备信息进行评估检验，同时也能加深对天气、气候系统的认识，包括山地、海陆差异等对天气系统的影响。 这类对探测设备进行对比检验评估的大型试验，既是探测业务建设的必要环节，也是很有价值的对天气气候系统的针对性研究，需要对试验计划进行整体设计，也需要参与试验的各部门人员密切协作，包括提供各类设备、技术和方法，并根据试验目标开展业务布局，采用科学方法对通过不同手段获取的信息进行综合分析。只有将每个环节都考虑周到并细致做好，才能达到预期目标。 奥林匹克山气象试验所动用的探测设备从种类的完整性和技术的先进性角度看都是少见的，参与的科学家和业务人员也是高水准的，取得了丰硕的成果，从试验的整体设计到科学的分析方法以及最终取得的研究进展，都值得关注、学习和借鉴。 《中国气象报》
个人分类: 文章|7410 次阅读|4 个评论
海洋探测的空缺
热度 3 xuxfyuwp 2018-4-25 22:26
\0 \0 这里所指的空缺，主要是指我国目前在海洋气象资料获取上的薄弱环节。海洋与大气存在相互作用、相互影响，由于海洋系统的变化相对稳定，与活跃多变的大气相比，有着较强的记忆，因此，研究大气活动，特别是较长时间的演变，注意掌握海洋出现的变化及各类影响信号有其重要作用和价值。 几年前，美国政府因预算未获得国会通过而临时关门，国家海洋大气局（NOAA）的业务也无法正常开展，影响到了我国气候分析、预测业务，其中一个重要因素是海洋资料不能及时获取。美国通过相关计划，建立了强大的海洋信息获取能力，除了卫星、船舶外，完整的海况分析，实时的直接观测体系也很完整。 在EGU-18大会上，美国学者介绍了NOAA发起的全球浮漂观测计划（The Global Drifter Program，GDP），这一计划的源头要追溯到上世纪的一些海洋大气研究计划，如TOGA，本世纪初，形成了较成熟的观测系统，是获取海洋直接观测信息的重要来源。所谓Drifter，是一个可以在海洋上顺着洋流移动漂流的观测器，目前已在全球布设了1400多个，可以观测海表温度、15米深的洋流，大约有一半左右安装了气压观测器，有计划未来还要安装测风仪。从目前的分布看基本覆盖了全球范围的各大洋面。 漂流探测器的安放可根据需要依照洋流的走向进行设计，选择适合的探测区域，通过与航运公司合作完成放置。获得的信息通过卫星传送，最终通过世界气象组织（WMO）的全球通信系统（GTS）分发给世界各国使用。正常情况下，一个漂浮探测器大约可以运行两年左右。目前这个计划已有几十个国家参与，以美国为主，大约承担了700个左右，欧亚一些经济发达国家也分担了了不少，如法国、德国、韩国、日本、澳大利亚、新西兰等。中国也参与了，但承担的不多，仅有四个。 根据大会上的报告，这一海洋观测系统对大气活动的监测、分析和预测起着重要作用，特别是增加了气压观测后，效果显著；这些资料不但对分析预测地球表面的大气有显著影响，且还会关联到对流层高层的变化；漂流器获取的资料较其他地表资料具有更明显的作用，甚至可与卫星监测相媲美，并可校正卫星资料的误差；从单点观测对减少24小时预报误差作用来看，具有最佳效果。 目前的探测器布设虽已初具规模，但相对于广阔的洋面而言，覆盖密度显然不够。因此WMO鼓励更多的国家参与这一计划，并在新增的观测器上都能增加气压观测，解决海洋气象观测不足的问题。美国NOAA愿意捐赠观测器，并承担通信费用，参与国负责维护升级。 我国的天气气候分析预测显然离不开对海洋信息的监测，台风、季风、副热带高压、越赤道气流、ENSO等对我国有着直接影响的系统都与海洋有关，整个气候系统活动更是离不开海洋这一重要角色，弥补对全球海洋气象监测这一薄弱环节具有长远战略意义，自然也包括下功夫对这些探测信息的合理分析与加工处理。 \0 \0 \0 \0
个人分类: 杂记|7456 次阅读|3 个评论
如果我有成百上千个传感器，是否还需要动态模型？
热度 12 JRoy 2017-10-30 07:46
传感器的飞速升级主要表现在两个方面 1. 硬件 质量的快速升级，变得越来越高精。比如 1976 年发射的第一个电子成像卫星 KH11 所携带的当时最先进的相机成像精度是 800X800( 还不到一百万 ) 像素，而今天随处可见的智能手机的像素都轻松在千万级别。另外，更主要的说，传感器的扫描频率越来越高！从分钟级别到毫秒微秒！ 2. 价格的巨幅跳水导致，大量传感器协同的应用 Joint massive deployment 。现在一个千万级别像素的手机摄像头不过几十元造价，且得益于WIFI的快速发展，构建传感网轻而易举，协作不但可以大大提高精度和观测范围等，而且可以有效应对单个的“不工作”和外在的攻击等。据传美军在中东沙漠“撒播”大量探测微小型传感器，探测恐怖分子地面部队移动，根本不担心很多的一些被当地居民或者恐怖分子“打捞”，因为量大呀！真可谓土豪越来越多，什么问题？多买几个传感器得了，费那劲搞什么提升5%的算法改进去呐！ 这种情况下，一些基于传感器的数据的算法开发是否需要本质性的升级或者说更新？比如，滤波跟踪研究？ 特别是，已有很清晰的数据显示：当传感数据质量很高的时候（无论传感器扫描频率还是精度，以及高探测率和低漏检低杂波率等），滤波器就会变得对于状态动态模型的偏差和误差（基本所有的基于模型的滤波器都是基于对外界的假设近似，都含有误差甚至偏差）非常非常敏感！ 见之前一文的点对点分析： http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020025515006969 T.Li, J.M. Corchado, J. Bajo, S. Sun and J. F. Paz, Effectiveness of Bayesian Filters : An Information Fusion Perspective , Information Sciences , 2016, 329: 670-689 而清晰地事实是，传感器硬件的进步不会停止，只会更快！越来越高精，越来越“眼里揉不进沙子”对模型的任何误差偏差不稳定等等敏感，而导致模型不但没用反而成为累赘甚至帮倒忙！ 在数据贫乏和低效的时候（传说的物资匮乏的年代），很多目标假设模型等还非常有用甚至非常必要，但是当数据量多而好的时候呐？而且又当我们对外界基本一无所知、目标等又特别狡猾（建模非常困难，而且冒着巨大误差和偏差风险；更何况道高一尺魔高一丈呐，对方的目标也变得机动和反建模反锁定 啊）呐 ? 难道我们不断地打补丁一个模型套一个模型般地维护着传统理论和方法，小打小闹的不断改进改进在改进， 要让脚来适应鞋子 （比如某款滤波器） 吗？ 是否可以抛弃滤波器，采用纯粹的数据聚类学习来解决滤波问题？ 见新文展示的一种聚类方法实现目标探测和估计： FreeLink T. Li, F. De la Prieta Pintado, J. M. Corchado, J. Bajo, Multi-source Homogeneous Data Clustering for Multi-target Detection from Cluttered Background with Misdetection ,Applied Soft Computing 60 (2017) 436–446 @ ScienceDirect . （ 集中式多传感器 ） T. Li, J.M. Corchado, H. Chen, Distributed Flooding-then-Clustering: A lazy networking approach for Distributed Multitarget Tracking , 21th Int. Conf. on Information Fusion ( FUSION’18 ) , Cambridge, UK, July 10-13, 2018, pp. 2415 - 2422 . IEEE Xplore （ 分布式多传感器 的假设更具有实际意义） 这可能对于 计算机领域 做纯粹聚类算法的人来说是个小 case – 但本文主要展示的核心理念是拿 clustering 来做完全 filtering，场景和目标模型及个数等完全处于黑箱内 。模型完全未知对于做滤波来说的是个棘手问题。。如果你有 4 个传感器，你该如何利用传感器的优势解决模型的劣势。 而实际上，退一步讲，聚类结果也可以反过来和传统滤波器结合。下文即展现了 一种基于传感数据聚类分析的新的概率假设密度（PHD）滤波器。其 将不同传感器的测量数据集合、聚类转换为一组合成的代理、同源测量数据。 这些合成测量取代原始量测数据可以实现线性PHD更新，克服了虚警和漏检数据以及未知传感器统计信息的挑战。适用于 集中式或点对点分布式网络链接的多个甚至大量传感器下的多目标跟踪。 Tiancheng Li ; Javier Prieto ; Hongqi Fan ; Juan M. Corchado， A Robust Multi-Sensor PHD Filter Based on Multi-Sensor Measurement Clustering ，IEEE Communications Letters, 2018, Vol. 22 , no. 10 ，pp. 2064 - 2067. 量变到一定程度就会引起质变！ 最新的研究进展特意强调并展示了：如果有任何模型信息（包括模糊的，语言描述的非精确 的统计信息）的话，还（ 也 ）可以怎么 融合 模型 和 数据 T. Li, Single- road-constrained positioning based on deterministic trajectory geometry, IEEE Communications Letters, 2018. DOI: 10.1109/LCOMM.2018.2879478 @ IEEEXplore 上文展示了，基于道路几何约束的经典状态空间模型下的滤波跟踪与基于所提出的曲线拟合新方法对比 T. Li , H. Chen, S. Sun and J. M. Corchado. Joint Smoothing, Tracking, and Forecasting Based on Continuous-Time Target Trajectory Fitting , IEEE Trans. Automation Science and Engineering, @ IEEE Xplore . Pre-print @ arXiv:1708.02196 （预引版更详细） 上文主要的基础性贡献是 将HMM替换为一个连续时间上的目标轨迹曲线函数 f(t)，从而将将传统的滤波、平滑与预报等估计问题转化为一个连续时间函数拟合和参数学习问题，从而可以采用聚类、拟合分析与机器学习等数据驱动的工具与方法解决复杂场景下的多目标探测、跟踪与预报问题，这样就有望克服传统方法严重依赖目标模型假设、机动探测时滞、对错序数据敏感等难题 \0 相关连接博文： 轻松多传感器多目标探测与跟踪！
个人分类: 科研笔记|14438 次阅读|35 个评论
[转载]转：“科学”号发现一些非常罕见的深海生物
freeedu 2017-8-24 10:33
“科学”号发现一些非常罕见的深海生物 这是“发现”号遥控无人潜水器在卡罗琳海山北侧、水深1200米左右的地方采集到的“深海小飞象”（8月21日摄）。 它是一种人们了解不多的特殊章鱼——烟灰蛸属章鱼。中国新一代远洋综合科考船“科学”号正在西太平洋对此前人类从未探索过的卡罗琳海山进行科学考察。“科学”号搭载的“发现”号遥控无人潜水器在本航次已下潜6次，取得了丰富生物样品，其中包括一些非常罕见的深海生物。 新华社记者张旭东摄 这是“发现”号遥控无人潜水器采集到的寄居蟹（8月21日摄）。 这只寄居蟹所寄居物体的外围是手套状的海葵。中国新一代远洋综合科考船“科学”号正在西太平洋对此前人类从未探索过的卡罗琳海山进行科学考察。“科学”号搭载的“发现”号遥控无人潜水器在本航次已下潜6次，取得了丰富生物样品，其中包括一些非常罕见的深海生物。 新华社记者张旭东摄 这是“发现”号遥控无人潜水器采集到的偕老同穴海绵（8月14日摄）。 偕老同穴海绵的名称和一种称为“俪虾”的小虾有关，这种虾小而纤弱，它们在很小时，常一雌一雄从海绵小孔中钻入，生活在里面既安全又能得到食物，随着小虾长大，它们在海绵体内再也出不来，成对相伴直至寿终，因此人们把这种海绵称为偕老同穴。中国新一代远洋综合科考船“科学”号正在西太平洋对此前人类从未探索过的卡罗琳海山进行科学考察。“科学”号搭载的“发现”号遥控无人潜水器在本航次已下潜6次，取得了丰富生物样品，其中包括一些非常罕见的深海生物。 新华社记者张旭东摄 这是“发现”号遥控无人潜水器采集到的海蛇尾（8月20日摄）。 中国新一代远洋综合科考船“科学”号正在西太平洋对此前人类从未探索过的卡罗琳海山进行科学考察。“科学”号搭载的“发现”号遥控无人潜水器在本航次已下潜6次，取得了丰富生物样品，其中包括一些非常罕见的深海生物。 新华社记者张旭东摄 这是“发现”号遥控无人潜水器采集到的柱星螅，是水螅虫类的珊瑚（8月15日摄）。 中国新一代远洋综合科考船“科学”号正在西太平洋对此前人类从未探索过的卡罗琳海山进行科学考察。“科学”号搭载的“发现”号遥控无人潜水器在本航次已下潜6次，取得了丰富生物样品，其中包括一些非常罕见的深海生物。 新华社记者张旭东摄
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嫦娥三号着陆探测区地质特征新成果(中国科学:物理学力学天文学)
热度 1 sciencepress 2014-1-26 10:40
《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版 （ SCIENCE CHINA Physics, Mechanics Astronomy ） 2014年1月21日最新在线出版一篇研究论文，名为： “ Geologic characteristics of the Chang’E-3 exploration region ” ， 介绍了嫦娥三号月球着陆探测区的最新地质特征成果。 嫦娥三号是我国月球探测规划中关键的第二步，已经成功实现软着陆，圆满实现了其工程目标。目前，国内外都在期待嫦娥三号有更多、更好的科学发现和产出，实现其预定的科学目标，为人类认识和了解月球做出贡献。 嫦娥三号成功着陆在雨海北部，是一个从未被着陆探测过的区域。我国的行星科学家致力于应用多种探测数据，对着陆探测区进行详细的地质解译，期望通过对该区地形和地质特征的分析，梳理嫦娥三号探测区存在的主要科学问题和可能的科学发现，并为探测任务的科学规划提供依据。在中国地质大学 ( 武汉 ) 肖龙教授的带领下，由赵健楠和黄俊等组成的一支年轻的行星科学团队率先完成了着陆探测区的地质填图，获得了探测区及周围大量地形、地貌、撞击坑、地质构造和成分信息，这些成果即将发表在 SCIENCE CHINA Physics, Mechanics Astronomy 2014 年第 3 期上 (569 –5 76页) 。 论文对嫦娥三号探测区域的地质特征进行了综合研究，制作了着陆点附近1°×1°区域内的地质图。利用以往获得的影像生成的数字地形模型，分析了该区域的地形特征，结果表明区域内地形起伏较小，嫦娥三号着陆点高程约-2610 m。对撞击坑和月海皱脊的形貌进行了研究和分类，发现区域内的两类皱脊可能具有不同的形成机制。利用多波段成像仪数据，反演了区域内FeO和TiO 2 含量，并据此将研究区域划分为两个主要的玄武岩单元：北部为雨海纪极低钛/低钛玄武岩单元，中部和南部为爱拉托逊纪低钛/高钛玄武岩单元，并估算了着陆点所在玄武岩单元的大致厚度。该研究还对“玉兔”号月球车的探测路线进行了设计，供探测规划参考。 目前嫦娥三号正在按计划中进行第二和第三月昼的科学探测，各个载荷的工作状况良好，期待嫦娥三号任务有效载荷探测数据科学应用研究核心科学家团队利用新获得的数据，对探测区进行更为详细的研究，有望在地形地貌、地质构造、物质组成和次表层结构等方面获得更多新发现，取得更多新成果！ 论文原文： Cite | ZHAO J N, HUANG J, QIAO L, et al. Geologic characteristics of the Chang’E-3 exploration region. SCIENCE CHINA Physics, Mechanics Astronomy, 2014, 57(3): 569-576. Geologic characteristics of the Chang’E-3 exploration region. PDF (5088KB )
个人分类: 《中国科学》论文|6232 次阅读|1 个评论
犯罪时间分布测度及时间热点探测思路
热度 1 wwh1295 2013-12-31 16:21
案事件数据中的案发时间往往是根据报案人或者调查结果推断出的大致时间段，这就对研究城市抢劫、盗窃类案件在人为划定的特定时间段内（如小时）发生规律研究的客观性提出了一定的质疑。单纯采用案事件总量、均量或者频率等统计量往往会造成结果的偏差性与不稳定性等问题。可考虑采用“犯罪均值频率（CMF）”这一时间测度指标，改进传统的测度指标，得到更为合理的结论。 式中，C G 表示某一个相对较大的时间尺度下G时段内的全部盗窃数，如某年发生的盗窃犯罪总量；D G 表示在G时段内的全部天数，如某年全部365天；T (i) 表示在相对较小的时间尺度下的第i个待研究的特征单位时间T，如1月份；CT (i) 表示 T (i) 内发生的盗窃总量，如某年1月份发生的盗窃数；D T(i) 表示T (i) 内所含天数，如某年1月份共31天；n表示在G时段内所含特征单位时间T的数量，如一年含12个月；CMF T(i) 就是T (i) 内的“犯罪均值频率”。 上图是由该测度方法改进后的月份分布规律和星期日别分布规律的两个案例，这样为后期的分析提供偏差性较小、稳定性较强的基本量。 时间热点探测可分为高发时段探测和异常时段探测，由于犯罪时间特征规律与不同的时间尺度（如季节、星期日别、一天内小时等）密切相关且相对独立，因此，高发时段的探测采用犯罪均值频率探测的整个时间跨度内案件高发的时段；而异常时段探测采用移动指数加权平均计算期望值，探测某些时段上较大的异常波动，但放在整个事件周期又无法显现出来的时间段。
3970 次阅读|1 个评论
雷达技术可以探测森林粗根分布特征 (《中国科学：生命科学》)
sciencepress 2013-10-23 14:10
最近的一项研究提示, 探地雷达技术可以应用于森林生态系统粗根空间分布的研究，这为森林粗根结构特征测定提供了新的线索。 这篇名为“古田山亚热带常绿阔叶林粗根空间分布特征及影响因子分析——探地雷达途径”的研究论文发表于《中国科学：生命科学》2013年第9期，应用探地雷达技术初步测定了古田山亚热带常绿阔叶林粗根空间分布特征，并分析了影响粗根分布的生物和非生物因子。由中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室张守仁研究员担任通讯作者撰写。 粗根在森林生态系统中扮演重要角色，具有支撑、固定树冠和为其运输水分、矿质营养等功能。另外，粗根也是储藏树冠固定碳的重要器官。研究森林粗根在地下的空间分布特征对于深入了解森林生态系统结构和功能有重要意义。根系研究一直是生态学领域极具挑战性的工作，传统上一直采用挖掘法。挖掘法的优点是结果直观，并且可靠性高。但挖掘法同时也具有费时、费力、破坏样地、不能连续测定等缺点。特别是在一些特殊区域如自然保护区，严格禁止使用破坏性取样方法开展工作。因此，应用非破坏性方法进行森林粗根测定具有重要的实践意义。 雷达技术应用于树木根系研究是近年来该技术新的应用领域，但已有的研究大部分是在理想条件下（人工或自然形成的沙土）进行的，在实际的森林土壤环境下的研究极少。这项研究应用雷达技术对亚热带常绿阔叶林粗根的研究是这方面有益的尝试。这项工作的意义为使用非破坏性方法进行森林粗根地下空间分布的测定提供了线索。 图为该研究的实验工作照 研究得到了国家自然科学基金资助项目(批准号: 31170457，30710103907)资助。 来源论文： 闫慧, 董心亮, 冯刚, 张守仁，Mucciardi Anthony. 古田山亚热带常绿阔叶林粗根空间分布特征及影响因子分析——探地雷达途径. 中国科学: 生命科学, 2013,43(9): 788 – 798 YanH, Dong X L, Feng G, Zhang S R, Mucciardi A. Coarse root spatial distributiondetermined using a ground-penetrating radar technique in a subtropicalevergreen broad leaved forest,China. Sci China Life Sci, 2013, 56, in press 论文链接 ： http://life.scichina.com:8082/sciC/CN/Y2013/V43/I9/788
个人分类: 《中国科学》论文|3804 次阅读|0 个评论
朝鲜核试验的科学意义
热度 5 cgh 2013-7-19 17:02
朝鲜核试验的科学意义 今天看到 GeophysicalResearch Letters 最新发表文章有一篇是关于去年朝鲜第三次核试验的相关研究。突然想起，朝鲜核试验对于地球物理研究者来说其实就是一次超级人工地震，对于地球物理研究来说是非常难得的数据。尤其在 2010 年日本 9 级大地震之后，对于中国东部的地震危险性有很多的关注。 首先，从俗气的角度看，朝鲜提供免费震源，周边国家的地球物理研究者轻轻松松发表了 20 篇 SCI 文章，都是地球物理学方面的顶级刊物啊！详见后面的列表。 其次，从地球物理探测的角度看， 2010 年日本 9 级大地震之后，中国东部迫切需要进行新的地震危险性评估，朝鲜核试验完全可以看作是多次次人工控制的地震，有理由将其用于研究日本大地震前后中国东部地壳结构和应力状态的变化等。 再次，可以利用朝鲜核试验研究核爆监测技术，增强中国在核爆监测方面的能力。 甚至，可以进一步研究核爆对地应力的影响，开发出解除地震灾害的干预方法。 有报道鼓吹美国专家认为朝鲜要进行第四轮核试验，只不过中国成了绊脚石。看来，没有哪个国家不希望朝鲜核试验，只有中国想不到益处。不知道这科学意义算不算！ Che, I. Y., T.S. Kim, J. S. Jeon, and H. I. Lee (2009), Infrasound observation of theapparent North Korean nuclear test of 25 May 2009, Geophysical Research Letters , 36 ,doi:Artn L22802 Doi10.1029/2009gl041017. Chun, K. Y., andG. A. Henderson (2009), Lg Attenuation near the North Korean Border with China,Part II: Model Development from the 2006 Nuclear Explosion in North Korea, Bulletin of the Seismological Society ofAmerica , 99 (5), 3030-3038,doi:Doi 10.1785/0120080341. Chun, K. Y., Y.Wu, and G. A. Henderson (2009), Lg Attenuation near the North Korean Borderwith China, Part I: Model Development from Regional Earthquake Sources, Bulletin of the Seismological Society ofAmerica , 99 (5), 3021-3029,doi:Doi 10.1785/0120080316. Chun, K. Y., Y.Wu, and G. A. Henderson (2011), Magnitude Estimation and Source Discrimination:A Close Look at the 2006 and 2009 North Korean Underground Nuclear Explosions, Bulletin of the Seismological Society ofAmerica , 101 (3), 1315-1329,doi:Doi 10.1785/0120100202. Ford, S. R., D.S. Dreger, and W. R. Walter (2009), Source analysis of the Memorial Dayexplosion, Kimchaek, North Korea, GeophysicalResearch Letters , 36 , doi:ArtnL21304 Doi10.1029/2009gl040003. Ford, S. R., D.S. Dreger, and W. R. Walter (2010), Network Sensitivity Solutions for RegionalMoment-Tensor Inversions, Bulletin of theSeismological Society of America , 100 (5A),1962-1970, doi:Doi 10.1785/0120090140. Hong, T. K., C.E. Baag, H. Choi, and D. H. Sheen (2008), Regional seismic observations of the9 October 2006 underground nuclear explosion in North Korea and the influenceof crustal structure on regional phases, Journalof Geophysical Research-Solid Earth , 113 (B3),doi:Artn B03305 Doi10.1029/2007jb004950. Hong, T. K., andJ. Rhie (2009), Regional Source Scaling of the 9 October 2006 UndergroundNuclear Explosion in North Korea, Bulletinof the Seismological Society of America , 99 (4), 2523-2540, doi:Doi 10.1785/0120080007. Huang, B. S.(2008), Tracking the North Korean nuclear explosion of 2006, using seismic datafrom Japan and satellite data from Taiwan, Physicsof the Earth and Planetary Interiors , 167 (1-2),34-38, doi:DOI 10.1016/j.pepi.2008.02.004. Kim, T. S., I.B. Kang, and G. Y. Kim (2009), Yield ratio estimates using regional P-n and P-gfrom North Korea's underground nuclear explosions, Geophysical Research Letters , 36 ,doi:Artn L22302 Doi10.1029/2009gl040495. Park, J., R. R.B. von Frese, D. A. Grejner-Brzezinska, Y. Morton, and L. R. Gaya-Pique (2011),Ionospheric detection of the 25 May 2009 North Korean underground nuclear test, Geophysical Research Letters , 38 , doi:Artn L22802 Doi10.1029/2011gl049430. Patton, H. J.,and S. R. Taylor (2011), The apparent explosion moment: Inferences ofvolumetric moment due to source medium damage by underground nuclearexplosions, Journal of GeophysicalResearch-Solid Earth , 116 , doi:ArtnB03310 Doi10.1029/2010jb007937. Rodgers, A. J.,N. A. Petersson, and B. Sjogreen (2010), Simulation of topographic effects onseismic waves from shallow explosions near the North Korean nuclear test sitewith emphasis on shear wave generation, Journalof Geophysical Research-Solid Earth , 115 ,doi:Artn B11309 Doi10.1029/2010jb007707. Rougier, E., H.J. Patton, E. E. Knight, and C. R. Bradley (2011), Constraints on burial depthand yield of the 25 May 2009 North Korean test from hydrodynamic simulations ina granite medium, Geophysical ResearchLetters , 38 , doi:Artn L16316 Doi10.1029/2011gl048269. Shin, J. S., D.H. Sheen, and G. Kim (2010), Regional observations of the second North Koreannuclear test on 2009 May 25, GeophysicalJournal International , 180 (1),243-250, doi:DOI 10.1111/j.1365-246X.2009.04422.x. Xu, J. D., G. M.Liu, J. P. Wu, Y. H. Ming, Q. L. Wang, D. X. Cui, Z. G. Shangguan, B. Pan, X.D. Lin, and J. Q. Liu (2012), Recent unrest of Changbaishan volcano, northeastChina: A precursor of a future eruption?, GeophysicalResearch Letters , 39 , doi:ArtnL16305 Doi10.1029/2012gl052600. Yang, Y. M., J.L. Garrison, and S. C. Lee (2012), Ionospheric disturbances observed coincidentwith the 2006 and 2009 North Korean underground nuclear tests, Geophysical Research Letters , 39 , doi:Artn L02103 Doi10.1029/2011gl050428. Yin, J. H., A.J. T. Jull, G. S. Burr, and Y. G. Zheng (2012), A wiggle-match age for theMillennium eruption of Tianchi Volcano at Changbaishan, Northeastern China, Quaternary Science Reviews , 47 , 150-159, doi:DOI10.1016/j.quascirev.2012.05.015. Zhang, M., andL. Wen (2013), High-precision location and yield of North Korea's 2013 nucleartest, Geophysical Research Letters , 40 (12), 2941-2946,doi:10.1002/grl.50607. Zhao, L. F., X.B. Xie, W. M. Wang, and Z. X. Yao (2012), Yield Estimation of the 25 May 2009North Korean Nuclear Explosion, Bulletinof the Seismological Society of America , 102 (2), 467-478, doi:Doi 10.1785/0120110163.
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拿什么探测你，暗能量
热度 1 lindasmile 2012-9-18 22:29
自以为越来越了解自己生存的宇宙，但其实到目前为止，人类只不过才了解宇宙结构的不足5%，其余95%被科学家们认为是暗物质和暗能量，尤其暗能量以超过70%的比重令人震惊。可见物质，很容易被认识和了解；而不可见者，尤其是相互作用非常微弱的暗能量，难以被直接观测，因此目前只能通过对可见天体和空间的观测，间接地测定其性质。在8月23日举行的中国科协“科学家与媒体面对面”活动上，宇宙学家们介绍了探测暗能量的不同方法。 最具传统的超新星观测 一位重量级嘉宾现身，令本次活动增色许多，他就是2011年诺贝尔物理学奖得主之一、美/澳籍科学家Brian P. Schmidt。其所在实验组荣获诺奖理由是“透过观测遥远超新星而发现宇宙加速膨胀”。 主流物理学界一直认为宇宙膨胀在不断减速，直到1998年Schmidt所在的研究团队以及另一位获奖人Saul Perlmutter 教授领导的团队提出惊人观点：宇宙一直在加速膨胀——除万有引力之外，宇宙还受到一种万有斥力作用，正是不同力量的合力造成这种结果。这种万有斥力的源头，被美国科学家Mike Turner归结为暗能量。对于未知而诡异的暗能量，他们的探测方法就是观测超新星。 超新星观测在宇宙学问题的研究中颇具传统。中国科学院国家天文台宇宙暗物质暗能量团组首席研究员陈学雷告诉《科技导报》，1930年代科学家提出超新星爆炸概念；1970年代，超新星观测开始用于宇宙学问题的研究。超新星分为不同类型，其中Ia型超新星被用来作为宇宙的距离标尺。Ia型超新星一般被认为是白矮星，它会从其伴星中吸附积聚物质，到一定程度后发生核爆炸，因爆炸时亮度异常耀眼，好像一颗新星出现，因此被称为超新星。白矮星发生爆炸时大都接近同一质量上限，所以它们燃烧、爆炸发出的光度基本一样。根据爆炸亮度，可以推测Ia型超新星到观测者的距离，这就是物理学界所说的“标准烛光”。科学家们通过标准烛光来判断星体在不同时期的距离，最终得到了宇宙加速膨胀结论。 标准烛光的道理貌似简单，但事实上，宇宙中有一些因素会使标准烛光产生偏差，比如科学家们发现Ia型超新星并不完全相同，导致爆炸时光度变化速度不一；星际空间的尘埃会吸收光子，导致超新星变暗，产生误差等，所以关于Ia型超新星作为“标准烛光”的争议也一直存在。宇宙学家们是怎么处理这种偏差的呢？ Schmidt在回答《科技导报》上述提问时说，他们也在寻找偏差的可能来源，结果发现和所在星系种类、超新星的光变曲线等一些因素确实有关。“但我们也可以做一些检验，比如观测临近的超新星，对于同一距离或同一位置的超新星，检验它们是否具有相同亮度，如果不同就说明这个方法不对。最后我们发现，经过一些修正后，可以在精度为1%（低于1%是研究者们目前的追求）的程度上，认为它们是相同的，不过现在还很难超过这个精度。” 陈学雷告诉《科技导报》，超新星观测是目前研究中使用最多、也取得成果最多的探测方法，不过这种方法面临的挑战是精度的不断提高，而且要求更多的数据积累和经验判断。 未来可期的重子声学振荡 与传统的超新星观测不同，陈学雷的研究团队正在计划用一种叫做“重子声学振荡”的研究方法来探测宇宙中的暗能量。 “重子声学振荡作为一种精确测量宇宙膨胀率和距离尺度的方法，被认为是未来探测暗能量的主要手段之一。”陈学雷在2011年发表的一篇题为“暗能量的射电探测——天籁计划简介”一文中介绍称：宇宙中物质的分布有不均匀性，在宇宙早期，原初密度扰动会引起光子-重子复合流体中的声波振荡。随着宇宙膨胀，温度降低，宇宙中的等离子体复合后，光子与重子退耦，此种振荡停止。但是这一振荡的尺度与复合时的声波传播距离可以建立一种对应的线性计算关系，因此可以作为量天尺测量宇宙膨胀速度。 “简单来说”，陈学雷告诉《科技导报》，“重子声波振荡就是通过探测宇宙大爆炸留下的早期声波，以不同的波长来判断不同时刻宇宙膨胀的速度变化。当初宇宙大爆炸从开始到结束，经历了一个非常突然的过程，虽然大爆炸结束了，但是伴随大爆炸而产生的声波还以等离子体的形式存留在宇宙里。这就好像水结冰了，但是之前的波纹被保留下来是一个道理。” 重子声波振荡可以说是与Ia型超新星观测非常互补的一种探测暗能量的方法。陈学雷认为，声波振荡与宇宙的膨胀速度之间可以建立清晰的线性或准线性计算关系，而无需像超新星观测那样过多依赖经验判断，因此有希望实现较小的系统误差。 目前，国际上包括斯隆数字巡天项目（SDSS）、“二度视野”项目（2DF），WiggleZ项目等在内的实验组都在利用重子声波振荡进行暗能量探测，并且已经在五六个数据点实现成功测量。国内，由陈学雷主持的中国科学院国家天文台“天籁计划”也是以重子声学振荡来对宇宙进行大尺度观测的。值得一提的是，国际小组主要使用光学手段进行巡天观测，陈学雷实验组希望使用射电手段进行，他认为国际上射电探测研究刚刚起步，结合国内在射电天文、微波技术、计算机技术方面的学科基础，我国及时投入力量，有可能在这一领域取得领先地位。 除上述方法之外，还有两种探测思路也受到科学家关注——引力透镜和星系团。陈学雷告诉《科技导报》，前者是基于光在宇宙中的传播会产生偏折，造成所观测背景星系与其固有形状有微小改变和光度放大；后者则是基于星系团随红移的数量变化，“但是目前这两种方法因系统误差、观测难度等原因，在暗能量探测中贡献较小”。■
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“围观”与“微观”
热度 12 boxcar 2011-4-22 08:37
前几天，一位初次讲《大学物理》课的“青教”在 QQ 上给我提了个问题：两个粒子在发生碰撞“合并”成一个粒子的碰撞过程中，会不会发出声音？如果不会，为什么？ 我的看法是基本不会。原因在于，我们所说的“声音”是弹性介质（气体、液体或固体）中传播的机械波，如果弹性介质不存在，那“声音”也就失去了来已存在的物质基础，当然也就不会有声音了。在这种高度模型化的问题中，系统是被最大限度简化的，说是两个粒子，绝对不会再有第三个或者更多粒子出现在附近，更不要说那种由大量的粒子组成的弹性介质了。话说到这里，我又半开玩笑地说“碰撞过程不会有其他粒子在旁边‘围观’”。而这“围观”二字，立刻触动了我那根敏感的“撷英神经”，立刻想到了“微观”，于是有了今天这个博文的题目。 经常“围观”我的博客的朋友都知道我最近一年的写作风格，那就是喜欢用“撷英”这种手段来说事儿。次数多了以后，大家可能只看标题、不看内容就知道我要说什么话，有时也懒得点击开博文凑近点儿来“围观”了。 “围观”是一种行为，“微观”是一种尺度，二者除了发音接近，本来没啥联系。我在这里一番咬文嚼字、牵强附会（这些都是匿名网友的评论语，俺虚心接受）就能建立联系么？当然能！试想一个“围观”的场景：街上（包括互联网上）有人发生纠纷，最初远远看去只是有两个人不太友好地“面对面”，模模糊糊地听到一些断断续续的不友好的声音，要想搞清楚到底发生了什么事情，就得凑近些去听、去看，观察的距离从上百米尺度缩小到几米这个量级，想冲过去看的人越来越多，最后围成一个直径数米的圈子，就形成了“围观”。在这个过程中，空间尺度上是从比较“宏观”到发展到了比较“微观”，目的只是为了能“探测”（探听和探看）到更清晰可靠的“信号”，也就是关于掐架的信息，包括为啥掐架、如何掐架的过程，以及掐架导致的最终结局。实验研究何尝不是如此？人类发明显微镜，目的不就是想凑近点儿看看一个很小的微观区域的形貌和现象么？在物镜不断推进的过程中，被物镜涵盖的立体角范围越来越大，不也正是在一步步地趋近围观的条件么？ 照这么看，人类对“微观”的观测，其实离不开“围观”的思维。之所以要花很大的气力发明仪器、建立实验装置去探测微观世界，是因为我们对未知的或者知之有限的事物总是很好奇，总想去“围观”；因为有这样想法的人很多，也就不难形成“围观”的局面。在具体做法上，“围观”也很有好处，如果能获得多角度甚至全方位的观测结果，对微观现象可以描述得更清晰，避免一个盲人瞎摸象的缺憾。 “围观”虽然有这么多好处，但也有风险。如果被围观的掐架者都不是“善茬”，要武斗不要文斗，甚至各自亮出兵刃火器搞械斗，靠得很近去“围观”的人难免会被误伤；如果围观者觉得自己责任避免冲突，可能会出手“拉架”，如果觉得自己有切身利益在内，还很有加入战团（例如现如今的利比亚战争）。这时，围观者和被围观者就会发生相互作用，“围观”的现场就会发生混乱。这就如同在进行微观现象的探测时，探测仪器影响了被观察对象的局面。 以上本来是给下周一晚上给本科生的《文化素质教育讲座》准备的一点儿内容，昨天下午突然接到通知，本周日要去北京出差（可以顺便拜见各位仰慕已久的博友），周一的讲座取消了，就决定把这些想法写成博文，提前发布。
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地球卫士——地球探测与信息技术专业探寻
pony1984621 2010-10-8 11:37
文 / 马志飞 来源：《求学.考研》2010年第四期 2010 ，实在是不平凡的一年。持续暴雨造成我国华南大部分地区遭受洪水侵袭，湖南、广西、江西、广东等地陆续出现所谓的天坑，不断引发人们的猜测和恐慌，莫非 2012 世界末日真的要来了？正当人们迷惑之时，一支专门给地球把脉的 地质尖兵 彰显卓越风姿，他们受命于危难之际，勇敢地挑起重担，采用先进的技术手段，就像医生所用的 CT 技术一样，对地面塌陷的区域进行逐点扫描，查明地下真实情况，一一解开天坑之谜，破解了人们的恐慌。这支奇兵就是地球物理勘探工作者。 地球物理勘探是业内人士最普遍的称呼，通常简称为物探，硕士 和 博士的专业名称为地球探测与信息技术。这个专业和矿产普查与勘探、地质工程专业接近，属于工科的地矿类专业，也是地质学专业的一个分支。在我国的学科分类体系里，它属于国家一级学科地质资源与地质工程下面的二级学科，因此，本科学习勘查技术与工程、资源勘查工程、地质工程、地球物理学等专业的学生都适合报考该专业的硕士研究生。 正如地质勘察需要借助罗盘、锤子、放大镜老三件探究不知的秘密，本文也在借助这些工具的基础上，层层剖析地球探测与信息技术专业，力求给考生展现一个清晰的专业概览。 罗盘：扫描研究方向 一直以来，人类都在进行着上天、入地、下海、登极四大科学的探索工程，然而，不论是其中哪一项，它们都与地球科学技术有着深厚的联系。随着现代科技的不断发展，人们已经将地球科学的研究方向从基础地质条件勘查发展到矿产资源勘查与开发、建筑物地基及地下工程的施工、地质灾害的治理和地下深部科学探测等众多领域。随着工作领域的扩大，对地质学也提出了更高要求，单纯依靠罗盘、锤子、放大镜老三件已经远远不能解决当今的新问题，于是在此基础上，以大量的数学知识和先进的计算机技术为依托的地球探测与信息技术发展起来，随着技术的不断完善，地球探测与信息技术专业也逐渐从地质学中脱离出来，成为一门独立学科。 地球上存在着各种不同的岩石，这些岩石的物理性质不同，从而会产生不同的物理场，如电、磁、声、光、热、密度、弹性、放射性等，人们在地表采用各种精密仪器将这些物理场测量下来，然后对其进行分析研究，就可以了解地下构造、地层岩性等地质特性。因此，地球探测与信息技术专业是建立在地质学与物理学基础上的一门学科，既需要深入学习各种物理场，还要掌握基础的地质知识，将地质中的东西逐渐量化，从而大大提高地质问题研究的精度与深度。如果对地球物理勘探方法进一步划分，则可以细分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地球物理测井和放射性勘探等，但由于当前许多高校的研究方向主要集中于不同的应用领域，本文分石油地球物理勘探、煤田地球物理勘探、金属矿地球物理勘探、海洋地球物理勘探、工程地球物理勘探 5 个研究方向进行介绍。 石油地球物理勘探 石油地球物理勘探主要是在岩层未直接出露的地区间接了解地质构造和岩层性质，以寻找油气藏。我国著名的 大庆油田 、胜利油田﹑大港油田﹑华北油田等都是在这种方法的帮助下发现的。目前，在石油物探中应用最广、探测精度最高的方法是地震勘探法，过去我国勘探石油主要采用二维地震方法，如今三维地震勘探技术已逐渐成熟， 2007 年我国应用该方法在冀东成功发现了储量达 10 亿吨的南堡油田。 煤田地球物理勘探 煤田地球物理勘探主要是根据煤层同上下岩系间的物理性质差异，研究地质构造、岩层性质、沉积环境以精确勘查煤炭资源的分布位置和储量，同时还要想方设法解决因人类采煤活动造成的相关环境安全问题，比如煤矿井下水害问题、煤层自燃浪费资源问题、煤矿采空区破坏地表生态环境问题等。在该领域中，以地震勘探法、电法和地球物理测井应用最广。 金属矿地球物理勘探 由于金属矿常常具有与其他岩石不同的密度、磁性等物理性质异常，因此可以在地面、地下或空中测量这种物理场的变化，以直接或间接寻找金属矿藏。常用的物探方法是重力勘探法、磁法和电法等。此外还常常用到航空物探法，即在飞机上观测地面物理异常，从而圈定大范围的成矿带。 海洋地球物理勘探 与地面物探一样，海洋地球物理勘探也是通过物探方法研究地下情况，只是因为工作场地在海上，所以对于仪器装备和工作方法都有特殊要求。一般是在海洋勘探船上探测海底地质，目前的研究方向集中在海底矿产资源勘查、海洋地质灾害等领域。 工程地球物理勘探 工程地球物理勘探与水利水电、建筑、公路、铁路等工程建设行业密切相关，由于人类的建设活动离不开土地，所以在规划建设初期必须清楚掌握浅层地表的地质情况，以便避开断层破碎带、裂隙密集带和岩溶发育带，减少地质灾害的发生。 锤子：窥探院校深浅 我国开设有地球探测与信息技术专业的学校并不多，主要集中在地质类院校、矿业类院校、石油类院校等，而且不同的学校具有不同的特色。下文分类别推荐在业界享有盛名的院校。 地质类院校推荐 ：中国地质大学（武汉）、中国地质大学（北京）、成都理工大学 这些高校属于老牌的地质院校，专业实力强，而且特色鲜明，研究范围涉及油气资源、矿产资源、海洋地质、地质灾害等多个领域。中国地质大学作为我国地质院校的领头羊，无论是北京校区还是武汉校区，其地质专业的实力绝对是首屈一指，因地质而发展起来的地球物理勘探也一直走在时代的前列。因其实力雄厚吸引力强，故报考难度相对较大。成都理工大学地处我国西部，以资源、环境与工程地球物理探测为主要优势，不仅拥有硕士点、博士点及博士后科研流动站，而且还建设有地球探测与信息技术教育部重点实验室，发展势头强劲。成都理工大学 2010 年本专业招生人数为 35 ，因招生规模较大，报考难度相对较低。 石油类院校推荐： 中国石油大学（华东）、中国石油大学（北京）、东北石油大学、西南石油大学 这些高校在我国石油工业系统中占据举足轻重的地位，是我国石油科技人才的摇篮，曾为我国的石油勘探和开发做出了重大贡献。因专业方向与石油行业结合，使得这类院校的毕业生多年来一直供不应求，倍受欢迎。中国石油大学（华东） 2010 年本专业报考人数为 97 ，最终录取 70 人（含推荐免试学生），中国石油大学（北京） 2010 年本专业报考人数为 143 ，最终录取 77 人（含推荐免试学生），报考难度为中等。相比之下，因东北石油大学位于黑龙江大庆市，西南石油大学位于四川省南充市，地理位置的原因使得报考难度有所降低。 矿业类院校推荐： 中国矿业大学（徐州）、中国矿业大学（北京）、太原理工大学、山东科技大学 这些高校原属煤炭部，属于煤田地质勘察领域的先锋军，在煤炭工业系统中实力惊人，无论是在地面物探方面还是在井下物探以及煤田地质灾害勘察等方面均独树一帜。近年来中国矿业大学（徐州）、中国矿业大学（北京）本专业的的招生规模一般维持在 20 人左右，且变化幅度不大，报考难度为中等。相对而言，太原理工大学和山东科技大学的报考难度较低。 海洋类院校推荐： 同济大学、中国海洋大学 我国对海洋地质科学的研究起步较晚，但经过近年来的发展，已经形成比较完善的科学体系，并在深海油气资源开发等领域逐渐崭露头角。同济大学地球探测与信息技术专业隶属于海洋与地球科学学院，始于 1975 年创建的海洋地质与地球物理系，学院有我国著名的地球物理学家马在田院士。因同济大学属于综合性较强的名牌大学，本专业的招生规模较小，但保送生占了大部分名额，故报考难度相对较大，如 2008 年报考人数为 6 人，最终录取的 3 人均为免试推荐的学生， 2009 年报考人数为 5 人，最终录取 4 人。中国海洋大学地球探测与信息技术专业隶属于海洋地球科学学院，前身为山东大学的地矿系，该专业为省级重点学科，现拥有海底科学与探测技术教育部重点实验室，并设有硕士点、博士点及博士后流动站。 2010 年招生规模为 19 人，其中免试推荐的学生占据 5 个名额，统考报名 33 人竞争剩余的 14 个名额，统考录取比例为 2.4:1 ，报考难度较大。 综合性大学推荐： 中南大学、吉林大学 中南大学与吉林大学的地球探测与信息技术专业为国家重点学科，均设有硕士点、博士点及博士后科研流动站，研究方向涉及油气资源、矿产资源及地球物理勘探仪器和软件的研发等多个领域。中南大学地球探测与信息技术专业隶属于信息物理工程学院，始于原中南矿冶学院物探系，有我国著名的因创立和发展双频激电理论而被国外同行业专家称为激电人的何继善院士。近两年整个信息物理工程学院的招生规模维持在 95 人左右，这其中包括邻近专业的招生，因专业知名度较高，报考难度较大。吉林大学地球探测与信息技术专业隶属于地球探测科学与技术学院，始于原长春地质学院，我国著名的地球物理学家、当代地球物理勘探事业的奠基者与开拓者顾功叙院士曾是这里地球物理系的首任系主任。近两年的招生规模较大，一直保持在 34 人左右，报考难度较大。 科研机构推荐： 中国科学院地质与地球物理研究所、中国地震局地球物理研究所、中国地质科学院矿产资源研究所 与高校不同，科研机构主要面向理论研究，如中国科学院所承担的多是国家重点基础研究发展计划（ 973 计划）项目、国家自然科学基金重点项目、国家高技术研究发展计划（ 863 计划）项目的科研工作，仅一个地质与地球物理研究所就拥有 11 位中科院院士，基本形成了地球动力学、环境与灾害、能源矿产三大研究领域。中国地质科学院以大陆岩石圈探测和深部资源探测为主，中国地震局则以地震地质为主要研究方向，最终目的在于防灾减灾。科研院所的培养模式主要是硕博连读，学习年限大大缩短，招生人数相对较少，故竞争较为激烈，报考难度较大。 面对如此众多的高校和科研院所该如何选择？虽然考生要考虑的因素很多，但以下几个因素需要重点考虑： 首先，尊重兴趣。无论做什么事，兴趣始终是最重要的，从事科研工作也一样。 其次，正确估计自身实力。从历年的考研录取分数线来看，地球探测与信息技术专业的录取分数相对较低，竞争压力不大。但是一般而言，第一志愿录取的都是公费，调剂的学生往往都是自费，不管考生的分数有多高。这就需要考生准确把握自身水平，慎重选择，不可一味追求名校、名导，防止好高骛远导致落榜悲剧的发生。 再次，不能忽视公共课复习。 地矿类专业的学生在本科阶段系统学习了高等数学、线性代数和概率论，但在考研时考得内容不多，大部分高校都要求考数学二，即微积分的大部分以及线形代数除二次型的部分，这在一定程度上减轻了考生的复习压力，所以可以腾出更多时间钻研其他公共科目的复习。特别是英语，时常成为理工科考生的绊脚石，总分远超国家线，但英语不达线，最后只好败下阵来。因此，考生要适当侧重英语复习，攻破英语这一难关。同样，政治也不是理工科学生的强项，考生可考虑适当参加辅导班，特别是最后阶段的复习，单纯地依靠自己看书背诵往往难以抓住时事热点，在辅导班的系统指导下学习效果可能会更佳。 最后，选择合适的专业课考试科目。相对于公共课，专业课的复习其实最简单，但需要注意的是，不同的高校考试科目不同。地球探测与信息技术的专业课考试通常会给考生多种选择，大多院校都要求考生从《普通地质学》、《构造地质学》和《普通地球物理勘探》中任选一门，也有的是选考《 C 语言》、《遥感导论》、《大学物理》等。这样也给考生选择的方便，选考自己最拿手的那门课程，也就大大增加了榜上有名的机率。 放大镜：透视就业领域 如今，地球物理勘探这个原本是被很多学生不屑一顾的传统行业、艰苦专业、冷门专业，现在却正慢慢火热。据媒体报道，地质、采矿、石油等传统艰苦行业专业毕业生就业率连续两年稳居榜首。而且有报道说，当前美国就业前景最好的十大硕士专业中，地质学类相关专业名列其中，排名第九。可见，在国际大环境的影响下，我国也越来越看好这类传统的、艰苦的专业。 目前，我国仅有二十几所大学设有地球探测与信息技术专业，各学校的招生规模始终保持在几十名左右，但是从目前的社会需求来看，其数量根本满足不了国家的需要，每年毕业生的供需比达 1 ： 2 ～ 1 ： 5 ，特别是一些地勘基层单位多年没有招收到该专业的本科毕业生，更不用说硕士毕业生了。如今，地球探测与信息技术专业学生的就业空间已经遍布油气、煤田、金属矿勘探、电力勘察、水利勘察、建筑勘察等多个领域，研究生的就业领域也相应扩大，详细来讲主要有以下部门可供毕业生选择： 第一，科研部门。中国地质大学、中国矿业大学、中南大学、吉林大学、中国石油大学、中国科学院地质与地球物理研究所、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所等都是我国实力最强大的高校和科研院所，他们每年都需要新鲜的教师血液充实自己的科研项目，能够进入这些机构工作或读博，从事科研、教学工作便是走在了该专业领域的最前沿。 第二，地勘基层单位。我国每个省份几乎都有地质队和地球物理勘查院，分属于地质矿产勘查开发局、煤田地质局、有色金属地质勘查局、地质调查局、国家海洋局等各个行业系统。这些单位每年都会招聘大量毕业生，而且是事业单位，薪金待遇相对稳定，这给刚刚走出校园的有志青年提供了广阔的发展空间。 第三，相关企业。无论是从事水电、矿山、铁路、交通、油气勘探的大型国有企业，还是从事地球物理仪器和软件研制开发的中小型企业，都需要该专业的毕业生。最著名的当属中国石油东方地球物理公司，据称其国际业务分布在全球 4 大洲 27 个国家，综合实力已经位居全球物探公司第四位，陆上市场份额居全球第一位。如果进入这些公司就业，事业发展前景广阔，而且有很多出国的机会。 第四，军队。如果毕业生喜欢部队生活，这个专业还可以帮助你走进军营。组建了 31 年的中国武警黄金部队是一支专门担负国家黄金地质勘查任务的经济建设部队，也是世界上唯一的寻宝部队，该部队每年都会招聘一批地球物理勘探专业的毕业大学生、研究生入伍，帮你实现军旅梦想，不过你也要做好时刻走在艰苦前线的准备。 其实，所谓的冷门专业和热门专业都是相对的，而且也是随着时间变化的。当前的资源、环境形势给了地矿类专业极大的发展机遇，也给了这些热爱地矿工作、愿意献身于地球物理勘探事业的莘莘学子以广阔的舞台，天高任鸟飞，海阔凭鱼跃，只要你有激情、有干劲，就一定会有成果、有收获！原文载于《求学.考研》2010年第四期。转载请注明作者和出处。
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电离层无线电探测中非相干散射探测简单小结
williammilo 2010-2-18 22:16
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！ 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层无线电探测中非相干散射探测/ 1.非相干散射探测电波在电离层中 由于受到准平衡电子密度随机热起伏影响而引起散射 ，接收这种能量从而获取电离层物理参数的电离层探测方法，称为非相干散射探测。非相干散射探测能获取多种电离层参数，是一种 在地面上探测电离层的最有效的手段 ，可以获得 作为时间和空间函数的电离层形态的几乎完整的结构 。但是，由于散射信号十分微弱，且类似于某种有色噪声，必须具有 兆瓦量级的脉冲功率发射设备、低噪声接收设备和复杂的信息处理技术和设备 ，才能将它们从探测系统内外的噪声背景中提取出来，实现电离层参数的精确测量。 2.由于电子处于随机的热运动状态， 在空间变化小于电波波长的条件下，各个电子的散射信号是非相干的。在雷达接收机输入端，散射信号是功率相加的，其大小与散射区的电子密度成正比，功率谱呈高斯曲线形状，谱宽度与散射区的电子热运动温度有关 。但是，观测到的散射现象比预想的复杂得多，特别明显的是散射信号的功率谱宽比预想的窄得多。后来，许多学者对理论进行了修正，他们认为， 电离层的电子浸在离子云之中，粒子之间存在库仑力，在库仑力起显着作用的范围内的电子受正离子的束缚较强，它们并不完全独立，散射信号是部分相干的。他们用不同的理论模型进行研究，获得几乎完全一致的结果 。 3.非相干散射回波信号的功率、能谱（或自相关函数和极化都是可测的，它们是电离层等离子体下述参数的函数：① 电子密度；②电子温度和离子温度；③离子组成（主要成分）；④电子－中性粒子碰撞频率；⑤光电子速度分布；⑥等离子体平均漂移速度；⑦电子相对离子的漂移速度（电流强度）等。 可以通过各种测量方法测出一定高度范围内相应的主要参数。 测量电子密度的方法主要有两种：一种是确定后向散射辐射中等离子线的位置，称为等离子线法；另一种是基于接收到的后向散射能量总和与电子密度成比例的关系以推算电子密度等参数的功率法 。一般探测Ｆ层的电子密度，电子温度和离子温度的误差典型值为５％～１０％，中性成分误差约为１０％，漂移速度精度为１～１０米／秒，获得一个剖面图所需的测量时间约为５～１０分钟。非相干散射探测有单站型和多站型两种布站方式。 单站型适合于预测参数的垂直分布，多站型适于预测运动 。
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电离层无线电探测中电离层垂直探测简单小结
williammilo 2010-2-18 21:11
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！ 本文永久链接 http://xiongbox.com/电离层无线电探测中电离层垂直探测/ 1.电离层垂直探测是用 高频无线电波从地面对电离层进行日常观测的技术 。这种技术使用的探测设备称为电离层测高仪（或称垂测仪）。它垂直向上发射频率随时间变化的无线电脉冲，在同一地点接收这些脉冲的电离层反射信号，测量出电波往返的传递时延，从而获得反射高度与频率的关系曲线。这种曲线称为频高图或垂测电离图。 2.电离层测高仪实质上是 一台短波脉冲雷达，通常由发射机、接收机、天线、频率合成器、显示记录器、程序控制器等组成 。其工作频率可在整个短波波段的频率范围　（０.５～３０兆赫）内连续改变。 3.垂直探测技术采用 脉冲压缩、视频信号鉴别、调频连续波 等技术，提高了测高仪的抗干扰能力，同时，还出现了能探测电离层运动信息的测高仪。但是，垂直探测技术有它的局限性，例如，难于探测Ｄ层的电离程度、难于获得Ｅ层和Ｆ层之间谷区（１２０～１４０公里）的信息、不能研究Ｆ层峰以上的电离层等，这些缺陷须用其他探测方法加以弥补。
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一种新雷达成像仪用于地震探测（转载）
杨学祥 2009-7-17 04:38
一种新雷达成像仪用于地震探测 科技部门户网站 www.most.gov.cn 2009年07月16日 var str=''; if(str!=""){ document.write("来源：");} else document.write("来源：科技日报"); 来源：科技日报 一种新雷达成像仪用于地震探测 科技部门户网站 www.most.gov.cn 2009年07月16日 来源：科技日报 美国航天局下属的喷气推进实验室日前宣布，为了进一步研究地震活动规律，该实验室的科研人员正在利用一种新的雷达成像仪对加利福尼亚州的地震断层进行探测。 　　据《洛杉矶时报》报道，这种仪器安装在美国湾流航空航天公司生产的一种特制飞机的机身下，它可拍摄到地壳运动时在地球表面所引起的移动和变形的详细图像。目前，这种地震雷达探测仪正在对加州约70％的地震断层进行探测。 　　报道说，多年以来，其他国家一直通过卫星提供的雷达数据来了解地球表面的活动情况，但美国科研人员最新发明的这种仪器具有不同特点。它使用的是长波雷达，可穿透植被，能更准确地观察到地表硬壳。此外，由于运载这种仪器的飞机在距地面约1.37万米的高度飞行，要比卫星更接近地面，拍摄到的图像更为清晰。 　　喷气推进实验室的地球物理学家、该项目的主要负责人安德里亚多勒兰介绍说，这种雷达探测仪能发现活跃的地震断层，让科研人员通过地表的活动研究地下深处发生的变化。 　　她说，虽然科研人员还不能根据这种雷达探测仪提供的数据准确判断地震发生的时间、地点和强度，但能判断出哪里的地震活动最活跃，并对未来5年至10年内的地震活动做出预测，为长期防震抗震提供支持。 http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/200907/t20090714_71757.htm
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火星发现巨型冰川 其中一处面积是洛杉矶三倍
mqjiang 2008-11-22 12:37
画家描绘火星岩石堆下所发现的巨大古老冰川 新华网华盛顿１１月２０日电（记者张忠霞）美国一个科学家小组借助美国火星勘测轨道飞行器的最新探测数据证实，火星南北半球中纬度的几个地带存在大面积的被岩层覆盖的冰川。 这个科学家小组在定于２１日出版的新一期《科学》杂志上报告说，火星勘测轨道飞行器的探地雷达探测证实，被埋藏在大片火星岩石碎块之下的确是冰川。值得注意的是，这些冰川处于火星中纬度地带，从山脉或峭壁的边缘处可延伸达几十英里，而以前探测器发现的水冰纬度要比这高得多。 来自得克萨斯大学的科学家约翰霍尔特说，这次探测的几处冰川加在一起，算得上是迄今在火星极冠以外地带发现的最大面积水冰。其中一处冰川的面积是洛杉矶城市面积的３倍，厚度也达８００米。 冰川之上覆盖的岩层像毯子一样，科学家分析认为，在数百万年前火星历史上的冰河时代，中纬度地区可能有过巨大的冰原，而这些岩层包裹着冰原的残余直到今天，保护这些冰川不被蒸发掉。此前，科学家在火星南极也曾发现过类似被岩层覆盖的冰川。 科学家分析说，这几处冰川都分布在火星南北半球的同一纬度带内（３５度到６０度之间），也可以说明这些冰川是经历了火星历史上的气候变化才到达那里的。 实际上，早在上世纪７０年代，美国的海盗探测器就曾发现火星上这些奇特地貌。它们大多处于较高地势的底部缓坡。但科学家一直不知道这些岩层从何而来，下面埋藏着什么。 科学家认为，确定岩层之下埋藏着大片冰川的事实不仅具有宝贵的科研价值，这些冰川还可以为未来的火星探测项目提供水源。
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