太阳系中最小的行星即将在天空中华丽亮相,夏

2019-11-30 23:45栏目:数理科学
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航空管制雷达的类型 航管使用的雷达分为两个系统,一类是我们前面所讲过的用于探测空中物体的反射式主雷达,我们称为一次雷达;另一类称为二次雷达,二次雷达实际上不是单一的雷达,而是包括雷达信标及数据处理在内的一套系统,它的正式名称是空中管制雷达信标系统。 一次雷达: 一次雷达可以分成三类: 机场监视雷达(ASR:Airport Surveillance Radar),它的作用距离为100海里,主要是塔台管制员或进近管制员使用。 航路监视雷达(ARSR:Air Route Surveillance Radar),设置在航管控制中心或相应的航路点上。它的探测范围在250海里以上,高度可达13000米。它的功率比机场监视雷达大,在航路上的各部雷达把整个航路覆盖,这样管制员就可以对航路飞行的飞机实施雷达间隔。 机场地面探测设备,它的功率小,作用距离一般为1英里,主要用于特别繁忙机场的地面监控,它可以监控在机场地面上运动的飞机和各种车辆,塔台管制员用来控制地面车辆和起降飞机的地面运行,保证安全。它主要的作用是在能见度低的时候提供飞机和车辆的位置信息,由于它的价格较高,机场通常没有这种设备。 二次雷达(Secondary Surveillance Radar--SSR) 也叫做空管雷达信标系统(ATCRBS:Air Traffic Control Radar Beacon System)。它最初是在空战中为了使雷达分辨出敌我双方的飞机而发展的敌我识别系统,当把这个系统的基本原理和部件经过发展后用于民航的空中交通管制后,就成了二次雷达系统。 管制员从二次雷达上很容易知道飞机的编号、高度、方向等参数,使雷达由监视的工具变为空中管制的手段,二次雷达的出现是空中交通管制的最重大的技术进展,二次雷达要和一次雷达一起工作,它的主天线安装在一次雷达的上方,和一次雷达同步旋转。 二次雷达发射的脉冲是成对的,它的频率是1030MHz,每一对脉冲之间的时间间隔是固定的,这个间隔决定了二次雷达的模式。目前民航使用的是两种模式,一种间隔为8毫秒,称为A模式;另一种间隔21毫秒,称为C模式。 二次雷达系统的另一重要组成部分是飞机上装的应答机,应答机是一个在接受到相应的信号后能发出不同形式编码信号的无线电收发机,应答机在接收到地面二次雷达发出的询问信号后,进行相应回答。这些信号被地面的二次雷达天线接收,经过译码,就在一次雷达屏幕出现的显示这架飞机的亮点旁边显示出飞机的识别号码和高度,管制员就会很容易地了解飞机的位置和代号。为了使管制员在询问飞机的初期就能很快地把屏幕上的光点和所对应的飞机联系起来,机上应答机还具有识别功能,驾驶员在管制员要求时可以按下"识别"键,这时应答机发出一个特别位置识别脉冲,这个脉冲使地面站屏幕上的亮点变宽,以区别于屏幕上的其他亮点。 20世纪70年代初计算机技术和雷达结合实现了航管雷达的全自动化。这种系统把一次雷达和二次雷达的数据都输人数据处理系统,高速运转的计算机接收三个方面来的数据,第一是一次雷达的雷达信息,第二是二次雷达来的信标信息,并把它转换成数字码,第三是由航管中心输入的飞行进程数据,即飞行计划的各种数据。这个系统跟踪一架飞机时,如果它的飞行计划已经报告给航管中心,这时计算机中已经存储了有关数据,在显示屏幕上就会把这架飞机的下一步预计的位置和高度显示出来,管制员就可以完全脱离进程单,直接在雷达屏幕上得到飞机的全部有关数据。这个系统极大改善了空中管制环境,提高了管制效率。

一出门就被曝晒,逛个街手机能被烤化,夏季到来,生活在北方的人们,这两天已经见识到了炙热的力量。“夏天真的是越来越热,还让不让人活了。”有网友吐槽。吐槽归吐槽,有专家此前已经郑重预言:这样的夏季高温可能会一年更比一年严重! “都是全球变暖惹的祸。”记者身边的一位朋友见怪不怪,这也是众所周知的一个原因。而鲜为人知的是,“除此之外,这些极端天气事件的幕后大BOSS还少不了最近的一个新网红——‘丝绸之路遥相关’。”近日,中国科学院大气物理研究所洪晓玮博士、陆日宇研究员和李双林研究员发表在《大气科学进展》的封面文章称。 空间距离远,气象要素却明显关联 “所谓的‘遥相关’,在气象上指的是空间距离很远的两个地方在气象要素(例如温度、降水、环流等)上存在明显关联的现象。”5月22日,洪晓玮在接受科技日报记者采访时说,顾名思义,丝绸之路遥相关指的就是沿着丝绸之路的一个遥相关型。 洪晓玮介绍,具体来讲,其是气象上位于北半球中纬度地区的对流层高层、在夏季经常出现的一个大气环流异常型态。这个夏季的遥相关型表现为大气对流层高层、从中纬度的欧亚大陆西部向东一直到东亚地区,南/北风异常交错分布。这样交错分布的环流异常也引发下垫面交错分布的冷/暖异常和降水异常偏多/偏少。 异常是指某一年相对于常年气候态的情况。“这些异常基本都位于北纬25°—60°之间,每个南风异常的区域沿东西方向大约为30个经度。该形态空间范围大、所经区域与古丝绸之路相似,‘丝绸之路遥相关’的名字也由此得来。”洪晓玮说。 上世纪90年代中期以来,不只我国,北半球多个地区都出现了夏季异常高温、极端热事件频发的现象。根据美国国家海洋和大气管理局的最新统计数据,进入21世纪以来的十多年,有一半以上的年份成功上榜有观测记录以来全球平均温度排行榜前十名。而这种增温在北半球夏季尤为突出。除了著名的2003年欧洲热浪和2010年俄罗斯热浪,近年来东北亚多个地区也创下夏季高温的新纪录,例如,2017年7月是我国和蒙古有记录以来最热的一年。 因此,有专家表示,丝绸之路遥相关对沿途地区的局地温度和降水异常都有重要影响,进而激发了与其相关的诸多研究。 未来十几年,区域性增暖仍将持续 不被大众所熟知的丝绸之路遥相关,实际上,在上世纪90年代初就有气象学家针对其开展理论研究。而到了本世纪初,随着丝绸之路遥相关型的气候影响越来越多地被气象学家发现,它也开始逐渐进入气象工作者的视野并在业务工作中得到应用。 “陆日宇老师从十几年前就开始做丝绸之路遥相关方面的研究,这个遥相关型的雏形最早也是他在2002年提出的。”洪晓玮说,这些年来,在陆老师的指导下,他们的研究团队目前已经在丝绸之路遥相关的年际、年代际、季节内变化等多方面都得到了一些有意思的研究结果。 上世纪80年代以来,全球变暖已经成为不争的事实。但这个变暖指的是平均状况,例如全球平均的表面温度出现显著上升,此外,陆地比海洋、高纬度比低纬度地区等增温更显著也基本上是全球变暖的贡献。 “然而我们最近的结果表明,上世纪90年代以后,在北半球纬度大致相同的地区,例如都是中纬度的欧亚大陆,夏季在东西方向上却出现明显的增温程度不一致现象——欧洲—西亚和东北亚地区的夏季增温尤其显著,中亚却很弱。而这种增温不均匀的分布与丝绸之路遥相关引起的温度异常分布非常一致。”洪晓玮说,也就是说,这种年代际增暖表现出很强的区域性特征,这就不能只让全球变暖来背锅了。 洪晓玮表示,这种区域性的年代际增暖与丝绸之路遥相关的年代际变化存在密不可分的联系。进一步结果表明,丝绸之路遥相关在长时间尺度上的位相转变,对这种区域性夏季增温有重要作用。而且从长期变化趋势看,这种不均匀增暖在未来的10—20年仍将持续。 “也就是说,我们目前仍处于北大西洋年代际振荡的暖位相,在未来十几年,欧洲—西亚和东北亚地区可能仍将面临明显的夏季增暖。”洪晓玮强调,未来,夏天出门,做好防暑降温,以有效应对极端高温带来的影响将成为重要内容。 警惕极端高温等灾害性气候事件 “再一个比较有意思的研究就是丝绸之路遥相关与亚洲副热带高空急流的相互作用。”洪晓玮说,丝绸之路遥相关的一个重要特征就是被亚洲高空西风急流捕获,像被一条“管道”束缚着一样沿着急流传播。 急流是什么呢?通俗地讲,同样的航程,在天气条件基本一样的情况下,中纬度自西向东的航班要比自东向西快一些。这就是西风气流的作用。所谓的高空西风急流,就是指中纬度对流层高层一个强而窄的气流带,夏季其最大风速在30米每秒以上,在亚洲上空的部分就是亚洲西风急流。 洪晓玮介绍,亚洲西风急流大体上位于北纬35°—55°范围内,但其南北位置在年与年之间会发生轻微的变化。之所以说“轻微”,是因为这样的变化相对于急流的跨度来说太小,其最偏北与最偏南时候的纬度差也就大约5个纬度。由于丝绸之路遥相关沿急流传播,因而急流南北位置的不同也给丝绸之路遥相关带来一定变化。 近来有研究表明,这两者间存在显著的相关关系,并构成对流层高层水平风场的最主要模态。当急流相对于常年气候态偏北时,丝绸之路遥相关呈现出一种形态;急流偏南时形态相反,即南风异常的区域变为北风异常。 “该研究的进一步结果表明,赤道中东太平洋从春季开始的海温变化就可以影响夏季急流的偏北/偏南:赤道中东太平洋海温偏低时,夏季急流更倾向于向北偏;海温偏高时急流倾向于向南偏。这从一定程度上为季节预测提供了参考。”洪晓玮说。 自然界里,不对称才是绝对的,丝绸之路遥相关和急流南北偏移的相关关系也是如此。最近的研究表明:以上所说的相关关系只有在急流偏北时很突出,而在急流偏南时非常弱。两者间关系比较复杂,存在很强的非对称性。洪晓玮表示,当急流偏北时,由于此时还有丝绸之路遥相关的共同作用,可能会产生强的气候异常,因此应该给予特别关注。 “总之,在大的变暖背景下,天气极端事件很可能将继续增多。因此,增温显著的区域要更加警惕可能伴随而来的极端高温、极端降水等灾害性气候事件,做好防范预警。”洪晓玮说。

文学家们感到欢欣鼓舞,它将穿过太阳的盘面。这颗行星离太阳最近,对一般观察者来说,它不是特别明显,但假如你有合适的天文设备,那你可能会有好运。科学家也发出了强制性警告,虽然这是一个令人兴奋的事件,但不要在没有任何防护的情况下直视太阳。事实上,你需要适当的遮阳装置,所以不要试图用未加保护的眼睛去看水星凌日。

因为水星太小,看不见,所以不要戴日食观测镜,而且绝对不要使用太阳镜——不要用一个没有保护的望远镜或双筒望远镜来观察太阳。天文事件正在全球范围内举行,所以一定要看看你当地的天文学会,找到离你最近的活动。天文学会是一个专业和业余的天文学家们都在积极参与公共天文学的温室,所以一定不要错过。2016年的水星凌日距上一次已经有10年了,下一次的发生预计要到2019年。在那之后,要经过很长一段时间,到2032年才会再发生。

水星过境还将为天文学家们提供一些很酷的科学研究的机会,因为这颗行星在太阳盘面经过,我们可以观察到它的逃逸层——这是非常稀薄的大气。水星的外大气层是通过与太阳风相互作用形成的,其不断冲刷水星表面的岩石,导致粒子的出气后掠像彗星的尾巴。通过观察阳光穿过外逸层,天文学家可以了解更多关于行星天体上与太阳基本相互作用。

作为额外的奖励,空间太阳观测台,比如美国宇航局的太阳动力学天文台,将有一个原始的过境视图。有趣的是,这将是太阳动力学天文台的第一次水星凌日(它于2010年启动),但它对行星凌日并不陌生。在2012年,太阳动力学天文台收集了非常罕见的金星凌日的惊人高分辨率的视图。所以这次过境跟之前的会很像,除了水星会更小且没有厚厚的行星大气。

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