大气扰动

摘要： 大气扰动是影响航空安全的重要因素,在适航条例中多有涉及,对民用飞机进行大气扰动适航符合性评估是民机适航取证的重要一环。基于我国《运输类飞机适航标准》,筛选归纳大气扰动适航条例,深入分析、细化其中与飞机操稳特性相关的大气扰动适航条款要求,依据美国军用飞行品质规范MIL-STD-1797A提炼并量化条款指标,使用操纵品质等级评定方法(HQRM),以严重程度与发生概率相关联的形式考虑大气扰动影响,通过算例验证量化指标与HQRM方法在进行相关适航条款符合性评估中的适用性和有效性,提出一种将大气扰动定义为使飞行品质降级的因素,结合量化指标对飞机相应飞行品质要求做出规定的评估形式,为飞机研制阶段的大气扰动适航符合性分析验证和相关条款的适航审定工作提供参考。

摘要： 对比《中国民用航空规章》第25部运输类飞机适航标准(CCAR—25)和美国现行的《联邦航空条例》第25部(FAR—25)中大气扰动飞行载荷类适航条款内容,归纳差异条款并将其按照差异内容对适航性评估的影响程度分为取值改变、方法改变、要求改变3类,展开分析每类差异条款的修订原因和影响情况;通过对条款取值改变情况进行算例分析,验证FAR修订条款引入的飞行剖面缓和系数使得真实紊流强度的计算更加贴近现实情况;按照差异条款要求中的多轴离散突风准则计算突风过载增量并与单一垂直突风过载计算结果进行对比,得到基于复合材料性能强度方向性的结果分析,使用多轴离散突风准则进行载荷计算适用于极端情况下的飞机结构强度要求。

摘要： 针对跳伞模拟训练系统研发需要,为更准确地模拟人伞系统运动过程,对人伞系统运动仿真进行了研究。首先基于拉格朗日法建立了一种六自由度的人伞系统运动模型,并给出了人伞系统操纵力与力矩的计算方法;其次,考虑大气扰动对人伞运动过程的影响,建立了可靠的风场模型计算实际飞行工况下的风场信息;在此基础上,选取了不同风场环境作为计算条件,对人伞运动过程进行数值仿真,仿真结果表明风场扰动主要通过改变人伞系统迎角与侧滑角以影响运动轨迹,而对运动姿态角影响较小,且可通过适当的操纵输入控制系统运动轨迹。该模型提高了人伞系统运动计算的精度,可为跳伞模拟训练系统的研发提供参考。

摘要： 风暴潮:大风起兮“潮”飞扬风暴潮的形成由热带气旋、温带气旋、海上腿(biao)线等风暴过境所伴随的强风和气压骤变而引起,同时叠加在天文潮位之上的海面震荡或非周期性的异常升高(降低)现象,称为风暴潮。按照诱发风暴潮的大气扰动特性可分为台风风暴潮和温带风暴潮两种。

摘要： 基于1979～2018年观测向外长波辐射资料和其他多种再分析资料,研究了西太平洋暖池6月对流增强的原因.合成分析结果表明,由于La Ni?a影响造成春季暖池海温偏高,为6月暖池对流增强提供了热力基础,而大气内部扰动特别是热带西风增强能从动力上影响到6月对流的发展.此外,6月对流增强通过局地海气相互作用持续影响到7～8月的对流变化,导致暖池对流形成显著的季节内振荡,因此6月对流增强对其后月份对流异常变化有重要的预测意义.1984年6月的个例分析表明,热带西风增强能导致暖池对流发展,二者存在明确的超前滞后关系.与此相反,虽然1989年是一个强La Ni?a年,春季暖池海温也偏高,但由于6月热带西风偏弱,暖池对流难以发展,夏季对流的季节内振荡也不显著.因此,6月暖池对流增强受到前期海温偏高和大气扰动的共同作用.另一方面,暖池对流偏强与偏弱并非一种完全反对称关系,暖池对流偏弱还受到其他因子的影响.

摘要： 对天文学家来说,这一切都如魔法一般:你正盯着显示器,一个宇宙天体的模糊图像逐渐变得清晰锐利,展现出更多细节。我们将其称作“闭环”,它指代的是自适应光学循环,这是一种天文望远镜能够更正大气扰动造成的模糊的工具。自适应光学本质上就是让星星不再“眨眼”,消除我们和太空之间大气的影响,将模糊的图像变得清晰。

摘要： 第一次世界大战期间,双翼飞机的开放式驾驶舱内完全不能进行轻松对话。强烈的噪声、振动和频繁而猛烈的大气扰动淹没了机组人员的声音,他们的面部肌肉也一直处于扭曲的状态。然而,及时空中侦察的明显好处刺激了战时对无线电话的研究,使得飞行员能够相互沟通并与地面保持通信。1915年夏天,英国皇家飞行队的工程师兼军官查尔斯 普林斯(Charles Prince)在布鲁克兰机场成功地测试了首个空对地语音通信。

摘要： 利用麻省理工学院海洋环流模式研究了风应力输入到海洋中的能量的气候变率特征.结果表明:风应力输入到海洋中的能量对气候变化有显著的响应.在北大西洋涛动 (North Atlantic Oscillation, NAO) 正位相的年份, 风应力输入到海洋中的能量的大值区北移且加强, 主要由于暴风路径的北移和天气尺度大气扰动的加强导致;同样, 在南半球环状模 (Southern Annular Mode, SAM) 正位相年份输入到南大洋的能量大值区南移并加强, 且输入到南极大陆沿岸流中的能量也有显著增加.经验正交函数分解分析结果表明:NAO主导了风应力输入到北大西洋区域的能量变化.SAM解释了南大洋区域风应力输入能量的第一模态, 第二、三模态解释了受ENSO (El Niňo-Southern Oscillation) 影响的情况.最近几十年, 在南大洋区域, 风应力及其输入能量的年代际变化都有所增强, 而在北半球的中高纬度区域有所下降.%In this study, the interannual variability of wind power input (WPI) is investigated by MITgcm.The response of WPI to climate change is also analyzed.The result of the simulation indicates that the responses of the WPI to the world ocean to the climate change signifycantly.The areas of high value of time-mean WPI to the ocean are located in the middle and high latitude regions, such as the South China Sea, Kuroshio Current and Gulf Stream, due to the fact that the synoptic scale disturbance of atmosphere is significant in these areas.Moreover, the areas of high decadal variability of the WPI to the ocean are located in the South China Sea and Storm Tracks.The value of max WPI increases and the area of max WPI shifts northward in the North Atlantic, resulting from the strengthening and northward-shifting Storm Tracks in the positive phase of North Atlantic Oscillation (NAO).However, there is a greater amount of WPI that travels into the Gulf Stream when the phase of NAO is negative.The WPI to the South China Sea has been increasing with the increasing intensity of Westerlies in the recent decades, and the area of max WPI has shifted southward as the Westerlies shift southward in the Southern Hemisphere.Similarly, the WPI to the Antarctic coastal current increases significantly during this period.The Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis shows that the variability of the WPI to the North Atlantic Ocean is dominated by the NAO, while the second and third modes indicate the distributions of the WPI to the oceans during positive phase or negative phase of the NAO.The Southern Annual Mode (SAM) leads to the first EOF mode in the South China Sea, while the second and third modes are related to the El Ni?o-Southern Oscillation (ENSO).The decadal variability of the WPI to the South China Sea has been increasing significantly in recent decades, while it has decreased in middle and high latitudes in the northern hemisphere.

摘要： 本文利用大气环流模式CAM3对黑潮延仲体冬季海温异常增暖进行敏感性数值试验，并利用数值试验结果研究了冬季黑潮延仲体海温异常增暖激发的大气扰动分布和传播特征。对揭示中纬度海洋环流异常对东亚及全球气候的影响具有重要的意义。结果表明,冬季黑潮延伸体海温异常增暖激发的大气位势高度扰动主要分布在20°N以北的中高纬地区,扰动强度冬、春季节强于夏季.功率谱分析发现扰动分别存在准双周振荡和季节内振荡2个主周期.最大扰动振幅所在纬度带上准双周振荡以东传为主,季节内振荡与之相反.主周期振荡的中心多分布在50°N以北的中高纬地区,在北极圈附近振荡以纬向传播 为主,南部则经向和纬向传播并存.振荡强度演变呈冬强夏弱的趋势,二者的传播速度比较均匀.风场扰动和温度扰动的传播特征与位势高度扰动类似.

摘要： 在实验室环境下性能优越的燃气热水器，到用户家中就不一定“好用”，“冒黑烟”、“意外熄火”、“点不燃”甚至“爆燃”等时常出现，显然工作环境的改变影响了它的正常工作，影响因素虽然很多但通过多年的研究发现“大气扰动”是造成上述问题重要因素。本文运用空气动力学理论，对“大气扰动”发生的机理和“大气扰动”对燃气热水器影响的特点进行分析，并在理想燃烧状态下空气量与燃气量平衡关系中，采用施加“大气扰动”作用力，模拟燃气热水器烟气排放的劣变过程，较好的解释“大气扰动”与燃气热水器工作稳定性的相互关系。在此基础上提出了工程设计中的有关部件参数、硬件和软件结构优化措施，用以解决“大气扰动”环境中燃气热水器稳定燃烧问题。发明专利授权号：ZL200610124200．3证书号：447442：一种空气／燃气定比例分配燃烧及其方法发明人：黄启均、朱铁九。

摘要： 采用相位屏法初步研究了大气扰动对某系统空间点目标成像跟踪的影响。仿真分析表明,大气扰动会造成点目标图像的质心抖动,但这个抖动对某系统跟踪精度的影响可以忽略。

摘要： 利用中国549个站点的温度和降水资料确定了1960～2008年发生在我国南方冬季的23次低温雨雪事件.对全球大气变量再分析资料做物理分解得到天气尺度扰动分量用于这些事件的早期信号分析.结果表明,在低温事件发生时,南方地区上空300hPa对应有最大负高度扰动,850hPa有负温度扰动.这些扰动的传播特性可以作为低温事件发生的早期信号.在低温雨雪站日数大干10的11次事件中,它们的扰动信号平均可提前11.2天追踪到.

摘要： 本文提出基于干扰观测器的阵风减缓控制设计,通过干扰观测器对作用在飞机上的阵风干扰进行有效地识别, 从而将大气扰动对飞行器产生的不利影响及系统建模误差等效到干扰中,并采用主动控制技术,配合多操纵面产生直接升力以抵消风扰动对飞机产生的不利影响,抑制外界干扰,保证飞机在风场中平稳正常飞行,且有效地改善飞机的乘坐品质.通过仿真实例验证,基于干扰观测器的阵风减缓能有效地对阵风进行抵消改善飞机乘坐品质,保证飞机正常飞行.

摘要： 在起飞阶段,大气扰动,尤其是风切变,是造成民用飞机飞行失败的主要原因之一.本文建立了高逼真度的微下击暴流风场模型,模拟大气扰动对飞行的影响.通过不同风场的切换和复合,可以模拟复杂风切变下民用飞机起飞的情况,通过仿真验证研究控制方法在起飞控制上的效果.

摘要： 本文概要介绍了国外大型民用飞机阵风载荷减控制系统的应用和发展状况.提出了一种民用飞机垂直阵风开环与闭环相合的阵风载荷减缓系统的工程实现方案.针对开环阵风载荷减缓系统实现中的一些关键技术问题进行了讨论.文中给出了一种大气扰动补偿指令计算方法;大气扰动的准确测量是大气扰动开环补偿的基础,文中给出通过测量大气扰动攻角测量垂直阵风方案;阵风载荷减缓系统不仅要保证实现飞机法向运动抑制,同时还应保证不影响飞机纵向的加减速运动,所以应实现飞行的阻力调节管理,文章对此进行了讨论说明;垂直阵风载荷减缓是依相应直接力气动舵面和升降舵实现的,要实现大气扰动开环补偿,要求不同舵面协调动作,文章对舵面驱动管理应考虑的因素进行讨论,提出了实现方案.如果系统仅用于改善阵风扰动时乘座品质,采用开环控制是可的,但要实现飞机机翼结构模态阻尼,进而实现机翼载荷减缓的目的,通常应采用闭环控制,文中给出一种闭环阵风载荷减缓系统的系统方案,该方案利用三个加速计测量机翼在阵风扰动时载荷变化,并进而控制直接升力舵面,实现机翼结构模态阻尼,达到减轻大气扰动载荷的目的.文章在结束语中提出进一步工作方向.

摘要： 风暴潮(storm surge)系指由于强烈的大气扰动,如强风和气压骤变引起的海平面异常升高现象,它是一种非线性的湍流现象。在我国风暴潮灾害是海洋灾害中最严重的灾害[1],国际自然灾害防御和减灾协会主席M.I.EL-Sabh(1990)[2]认为,风暴潮在世界自然灾害中居首位.鉴于风暴潮的危害,科学家们很早就开始关注风暴潮的预报研究。早期的预报主要采取经验方法,就是在大量观测资料分析的基础上,建立风暴潮位与海平面气压、风速和风向的相关关系,这种经验预报方法简单,所以仍在许多国家和地区使用。本文论述了渤海湾风暴增水的气候特征以及资料的处理。

摘要： 本文利用上海台风研究所移动观测车获取的“莫拉克”台风登陆过程中超声风温等观测资料对地面阵风特性作了诊断分析。结果表明,在风速时间序列中叠加有周期为3～7 min的阵风扰动,阵风具有明显的相干结构,即沿顺风方向阵风风速峰期有下沉运动,谷期有上升运动；阵风扰动各向异性特征明显,阵风风速峰期风向变化幅度较小,而阵风谷期风向变化幅度较大;顺风方向的扰动能量最大,其次是侧向和垂直方向的扰动能量;沿顺风方向的阵风垂直动量通量向下传播,而沿侧风方向阵风扰动动量垂直通量总体贡献接近于零。阵风扰动的感热通量也极小。阵风扰动沿顺风方向的积分空间尺度和时间尺度最大,沿侧风方向和垂直方向其次,他们明显大于湍流的积分空间尺度和时间尺度。动力学分析表明阵风扰动主要表现出重力内波的一些特性。

摘要： 本文利用上海台风研究所移动观测车获取的“莫拉克”台风登陆过程中超声风温等观测资料对地面阵风特性作了诊断分析。结果表明,在风速时间序列中叠加有周期为3～7 min的阵风扰动,阵风具有明显的相干结构,即沿顺风方向阵风风速峰期有下沉运动,谷期有上升运动；阵风扰动各向异性特征明显,阵风风速峰期风向变化幅度较小,而阵风谷期风向变化幅度较大;顺风方向的扰动能量最大,其次是侧向和垂直方向的扰动能量;沿顺风方向的阵风垂直动量通量向下传播,而沿侧风方向阵风扰动动量垂直通量总体贡献接近于零。阵风扰动的感热通量也极小。阵风扰动沿顺风方向的积分空间尺度和时间尺度最大,沿侧风方向和垂直方向其次,他们明显大于湍流的积分空间尺度和时间尺度。动力学分析表明阵风扰动主要表现出重力内波的一些特性。

摘要： 本申请公开了基于飞行数据的扰动风定制化建模和大气数据估计方法，其特征在于：包括：基于选取的飞行记录数据，获得扰动风时间序列，进而获得满足平稳性和正态性的湍流序列；基于湍流序列，建立湍流序列中每个分量的高斯‑马尔可夫模型，完成扰动风定制化建模；基于湍流序列中每个分量的高斯‑马尔可夫模型，并根据飞行力学原理，建立包含扰动风影响的空速、迎角和侧滑角的状态方程和量测方程；建立自适应平方根无迹卡尔曼平滑器，得到任意时刻的空速、迎角、侧滑角的最优平滑估计，完成大气数据估计。本申请能够准确还原飞机飞行过程中经历的扰动风，有助于提升空速、迎角和侧滑角估计精度，实现了基于飞行数据准确估计扰动风影响。

摘要： 本发明属于激光通信领域，针对大气湍流使得激光通信时信道衰落，大气湍流造成的扰动输的通信信息传递使得误码率高的问题，提出大气湍流扰动自适应对消方法、装置及通信系统；所述方法包括：根据获取的基准湍流干扰信号进行自适应滤波，得到第一湍流干扰信号；将光纤传输所收到的第一混合信号与所述第一湍流干扰信号进行对消，得到第二混合信号；提取第二混合信号的高通部分进行输出。

摘要： 本发明公开了一种多旋翼飞行器在大气紊流扰动下的健康性能评估方法，属于无人飞行器飞行可靠性和安全性分析技术领域。本发明首先建立大气紊流扰动下多旋翼飞行器随机混杂系统模型。该模型包含多旋翼飞行器的飞行运动学和动力学特性、风扰动模型、大气紊流风场模拟模型；设置不同模态表征不同类型传感器异常行为，利用模态跳转建模飞行器健康性能变化。然后，利用交互多模型‑粒子滤波算法估计多旋翼飞行器混杂状态的概率密度函数。最后，提出模糊健康度作为健康指标对多旋翼飞行器的健康性能进行定量评估。本发明可解决多旋翼飞行器在飞行过程中飞行健康性能难以定量评价的问题，是保障多旋翼飞行器飞行可靠性和安全性的有效解决方案。

摘要： 一种天线阵大气相位扰动修正方法及系统，方法包括：基于卫星导航系统，利用原子钟时间同步测量时间，在两地测量同一卫星的载波相位，得到第一载波相位及第二载波相位；对第一载波相位及第二载波相位进行差分，得到载波相位单差数据；将载波相位单差数据与卫星的历元单差数据进行差分，得到载波相位双差数据；对载波相位双差数据进行相位修正，得到两地大气相位差分数据；根据两地大气相位差分数据对天线阵大气相位扰动进行修正，在存在电离层对大气相位扰动时，分别计算不同频率的电离层及对流层对天线阵大气相位的相位扰动。该方法及系统克服了传统方法中校准源少或实时性差的缺点，实现了大气相位扰动的实时修正，修正精度高，适用范围广。

摘要： 本申请公开了基于飞行数据的扰动风定制化建模和大气数据估计方法，其特征在于：包括：基于选取的飞行记录数据，获得扰动风时间序列，进而获得满足平稳性和正态性的湍流序列；基于湍流序列，建立湍流序列中每个分量的高斯‑马尔可夫模型，完成扰动风定制化建模；基于湍流序列中每个分量的高斯‑马尔可夫模型，并根据飞行力学原理，建立包含扰动风影响的空速、迎角和侧滑角的状态方程和量测方程；建立自适应平方根无迹卡尔曼平滑器，得到任意时刻的空速、迎角、侧滑角的最优平滑估计，完成大气数据估计。本申请能够准确还原飞机飞行过程中经历的扰动风，有助于提升空速、迎角和侧滑角估计精度，实现了基于飞行数据准确估计扰动风影响。

摘要： 本发明公开了一种基于飞行数据的大气数据和扰动风估计方法，属于计算、推算或计数的技术领域。该方法：首先，对飞行记录数据进行预处理，初步估计真空速、迎角、盛行风和湍流参数；接着，将扰动风分为盛行风和湍流，基于指数相关模型建立盛行风状态方程，基于von Karman模型建立湍流状态方程，并利用记录的惯性数据建立含大气数据、盛行风和湍流的状态方程，再联合建立的量测方程组成卡尔曼滤波系统；最后，对一定长度的飞行记录数据，采用前向滤波和后向平滑滤波相结合的方法得到任意时刻大气数据和扰动风的状态估计，在无需建立飞机气动和推力模型的前提下提高扰动风估计精度。

摘要： 一种大气扰动光信号全链路传输模型构建方法，包括以下步骤：构建地物反射光传输模型；耦合大气密度折射率场、大气湍流折射率场、气溶胶散射场、大气吸收效应影响模型；耦合目标大气扰动折射率场模型，形成大气扰动光信号传输模型；大气扰动光信号传输模型耦合大气密度折射率场、大气湍流折射率场、气溶胶散射场、大气吸收效应等影响模型；耦合探测平台气动光学效应模型，形成最终大气扰动光全链路传输模型。本发明可实现对大气层内的高速运动目标形成的扰动光信号传输情况的全链路模型构建。

摘要： 本发明属于工程测量技术领域，具体涉及一种基于互补双调制的激光测距大气扰动误差补偿方法。首先正调频斜率频率调制信号发生器和负调频斜率频率调制信号发生器同时对调频激光种子源进行调制，两种不同波长的激光通过光纤合束器合成一束激光，并由准直镜组发射出去，反射回来的激光经过接收镜组耦合到光纤波分复用器输入端，两种波长的激光分别从光纤波分复用器两个输出端口输出，经过调频激光信号探测与处理解调，将结果存储在RAM存储器中；最后对存储在RAM存储器中的两组数据进行数字信号处理。本发明可以解决现有技术中大气扰动对调频激光测距误差补偿的问题。

摘要： 一种大气扰动信号高精度检测方法，包括步骤：S1、对图像进行滤波与配准等预处理；S2、多帧差分算法检出目标大气扰动情况；S3、利用混合高斯模型提取相应帧的背景与前景图像；S4、利用光流法检出相应帧间目标大气扰动情况；S5、滤波与形态学处理；S6、多图像耦合，获取高精度的目标大气扰动情况。本发明可实现一种高精度大气扰动信号检出算法的构建。针对目前远距离条件下目标大气扰动信号较弱，成像效果较差，大气扰动信号检出效果不能满足实际探测需要的问题，本发明提供一种大气扰动信号高精度检出方法，可以实现远距离拍摄图像中目标大气扰动的高精度检出，解决远距离探测条件下，基于图像的目标大气扰动信号检出困难的问题。

摘要： 一种大气扰动光信号全链路传输模型构建方法，包括以下步骤：构建地物反射光传输模型；耦合大气密度折射率场、大气湍流折射率场、气溶胶散射场、大气吸收效应影响模型；耦合目标大气扰动折射率场模型，形成大气扰动光信号传输模型；大气扰动光信号传输模型耦合大气密度折射率场、大气湍流折射率场、气溶胶散射场、大气吸收效应等影响模型；耦合探测平台气动光学效应模型，形成最终大气扰动光全链路传输模型。本发明可实现对大气层内的高速运动目标形成的扰动光信号传输情况的全链路模型构建。