时间：2023-10-15 10:13:07
导语：在电磁辐射累积效应的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
【关键词】电磁辐射；危害；防护
1.常见的电磁辐射源
一般来说，雷达系统、电视和广播发射系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备、各种电加工设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线、地铁列车及电气火车以及大多数家用电器等都是可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射源。
在日常生活周边环境中对人们的身体健康可能造成影响的电磁辐射源主要有这样一些设备： 雷达、电视广播的发射系统； 射频感应加热设备； 射频及微波治疗设备； 移动基站； 高压及超高压输电线等。在家中， 对人们可能造成影响的电气设备主要是： 微波炉、电磁灶、电脑、电视、手机等。
2.电磁辐射对人体的危害
2.1 电磁辐射对人体的危害
人体所处环境的电磁辐射强度超过一定限度时，或产生累积效应时，会对人体健康产生不良影响，甚至造成伤害。国内外的流行病学调查和大量的试验研究已经证明，电磁辐射可造成广泛的生物损伤效应。
2.1.1对心理和行为健康的危害
电磁辐射可以对健康和患病人群的心理和行为产生影响。大量资料证明，电磁能使人出现头昏脑胀， 失眠多梦，记忆力减退等症状。电磁场对睡眠的影响是对患者心理，行为和识别能力影响的反映，进而推断暴露于人工电磁辐射中的人员，其睡眠异常也许是其后精神紊乱的开始。
2.1.2 对心血管系统的危害
超短波，微波除了引起比较严重的神经衰弱症外，最突出的是造成植物神经机能紊乱，主要在心血管系统有反应，其中以副交感紧张反应为多，如心动过缓，血压下降或心动过速等。但至今，关于电磁辐射对心血管系统的影响的研究仍未取得较为一致的结论，还有待进一步的探索。
2.1.3 对眼的危害
高强度电磁辐射可使人眼晶状体蛋白质凝固，轻者混浊，严重者可造成白内障，还能伤害角膜，虹膜和前房，导致视力减退乃至完全丧失。人眼在短时间内经微波辐射后，出现视疲劳，眼不适眼干等现象，视力明显下降，夜晚更为突出。
2.1.4 对生殖系统的危害
电磁辐射对生殖系统的危害及其引起的生殖障碍也日益被各国学者所关注。在微波辐射作用下，即的温升达到10℃～ 20℃，皮肤虽然没有浊痛感， 但男性生殖机能可能已经受到微波辐射的损害。受微波辐射后，可能引起暂时性或永久性不育。同样，电磁辐射还会造成女性月经不调等妇科疾病。
2.1.5 对癌症发生率的影响
大量试验研究表明：电磁辐射以多种方式影响生命细胞，极低频电磁场（ELF-EMF）与白血病（尤其是儿童白血病）、乳腺癌、皮肤恶性黑色素癌、神经系统肿癌、急性淋巴性白血病等有关。这些结果通过细胞学研究得到了理论验证。电磁场可能通过干扰钙离子穿越细胞膜的流动而促发癌症，因为钙离子的流动具有控制肌肉收缩，卵子受精，细胞分裂以及生长发育等主要功能。电磁辐射还可能扰乱细胞处理激素， 酶及其它化学物质的能力，会导致各类癌症的发生。
此外，电磁辐射对人体内分泌系统，免于系统，骨髓造血系统均有不同程度的影响。目前，许多国内外学者正在进行广泛和深入的研究。
2.2 电磁辐射对人体危害的机理
电磁辐射对人体的危害有热效应、非热效应和累积效应等。
2.2.1热效应
人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作。关于热效应研究比较深入，美国等西方国家已以此作为制定电磁暴露限值的依据。
2.2.2非热效应
人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏，人体也会遭受损伤。
2.2.3累积效应
热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前（通常所说的人体承受力——内抗力），再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发想不到的病变，应引起警惕。
高频及微波电磁辐射对人体的主要危害是引起中枢神经系统的机能障碍和植物神经紊乱。多种频率电磁波特别是高频波和较强的电磁场作用人体的直接后果是在不知不觉中导致人的精力和体力减退，容易产生白内障、白血病、脑肿瘤、心血管疾病、大脑机能障碍以及妇女流产和不孕等， 甚至导致人类免疫机能的低下， 从而引起癌症等病变。
2.3 电磁辐射对人体危害的影响因素
电磁波与生物体相互作用，可以为生物体物质所吸收，但并不是所有情况下，人们都会被电磁辐射所伤，发生“电磁中毒”。电磁辐射对人体伤害的程度与以下因素有关：
2.3.1 电磁场强度
人体周围电磁场强度越高， 人体吸收能量越多，伤害就越重。
2. 3. 2 电磁辐射频率
电磁辐射频率越高，其机体的热效应就越明显，对人体的伤害越重，在相互作用下，脉冲波对人体的伤害比连续波严重。
2.3.3 电磁波进入机体的深度
电磁波进入机体越多，对人的伤害就越大，电磁波进入机体的深度与很多因素有关，如电磁波的波段，电流形式，电磁波进入机体角度（入射角），组织含水量与组织类别，组织的介电常数与电导率等。
2.3.4 照射时间
电磁场对人体的伤害具有累计效应，因此，人体接受辐射的时间越长，间隔时间越短，伤害就越重。
2.3.5 周围环境
周围环境温度过高或温度过大时，不利于人体散发由电磁能转化的热能，使机体内温度升高，电磁场伤害加重。
2.3.6 个体差异
电磁场对人体的伤害程度，随个体的不同而不同。一般来讲，在相同的情况下，女性较男性严重，儿童较成人严重，瘦者较胖者严重，这可能与人体的含水量有关。
3.电磁辐射对人体危害的预防措施
预防或减少电磁辐射的伤害，其根本出发点是消除或减弱人体所在位置的磁场强度，其主要措施包括屏蔽和吸收。
3.1 屏蔽
屏蔽就是采用一定的技术手段，将电磁辐射的作用和影响限定在一定的空间内，防止其传播与扩散。按照辐射场源与工作性质不同，可采用主动场屏蔽和被动场屏蔽两种形式，通常两种均采用板状、片状或网状的金属组成的外科来进行屏蔽。其中，主动场屏蔽是将场源置于屏蔽体内，这种方式适合于辐射源比较集中，辐射功率大，工作人员作业位置不固定等场合；而被动屏蔽是指采用屏蔽室，个人防护等屏蔽方式。这种屏蔽是将场源置于屏蔽体外，实现屏蔽体中的人由于屏蔽作用而免受伤害。这种方式适用于辐射体比较分散、工作人员作业位置固定的场合。同时，为了保证高效率的频率作用，防止屏蔽体成为二次辐射源，屏蔽体应该有良好的接地。此外，还可利用反射，吸收等减少辐射源的泄漏等来加强防护。
3.2 吸收
吸收是指利用特定的吸收材料将电磁辐射能量吸收掉以降低其强度。这种材料主要是电的良导体和较强的铁电性，大致可分为谐振性吸收材料和匹配性吸收材料两大类。前者是利用某些材料的谐特性制成的， 能吸收的微波频率范围较窄。后者利用材料和自由空间的阻抗匹配达到吸收辐射能量的目的，吸收的微波频率范围较宽。吸收材料的防护措施，一般多用在微波设备的调试上，它要求在场源附近就能把辐射能量大幅度衰减下来，以防止对较大范围的空间产生污染。为此，可在场周围铺高吸收材料，如金属纤维，金属镀层纤维，涂覆金属盐的纤维等。同时，可在主要辐射方向上使用功率吸收器，等效天线等波能吸收装置。另外， 将屏蔽材料与吸收材料叠加制成防护板或防护罩，既可以防止电磁辐射的定向传播，又可以进行吸收以免反射产生二次污染，大大的降低了电磁辐射的能量，起到了良好的防护作用。
电磁辐射是通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接或间接的伤害，将吸波材料用于电器、通讯业，可以使电磁辐射降低到国家卫生安全限制以下，即38微米/平方厘米，以确保人体健康。
将吸波材料用于高功率雷达、微波机械上，能防止机械运动产生的电磁波泄漏，保护操作人员免受电磁辐射的伤害。
吸波材料有很多种。科学界的研究证实，电磁波吸波材料中的高磁导率铁氧体吸波材料为最佳，它具有较高的吸收频段、高吸收率、匹配厚度较薄等特点。
根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律，利用高磁导率铁氧体引导电磁波，当各向异性的自旋矩与外加的电磁辐射频率一致时，必然发生共振，这样就可以大量吸收外界的电磁辐射能量，再通过磁矩自身的旋转-藕合，把电磁波的能量转变成热能的形式耗散。
怎么证明电磁波被吸波材料吸收了呢？让我们来做一下测试和比较：为了消除外界电磁波干扰，材料测试需要在暗室中进行。暗室由吸收体构成，而且六个面均完全被吸收体覆盖。测试系统由信号发生器和频谱仪构成。测试吸波材料的吸收性能时，将喇叭天线盖在材料上，启动信号发生器发出一定强度的电磁波。当使用吸材料时，从频谱仪上可以看到微弱的电磁波信号，证明电磁波被材料吸收而转变成热能耗散。当把铁氧体换成金属材料时，从频谱仪上能看到很强的电磁波信号，证明金属没有吸收作用。
1996年1月1日，欧盟颁布了CE标准，规定凡是电子产品、通信产品以及一电子设备要投放市场，就必须通过电磁兼容指标的检查，达不到电磁兼容指标的，不允许投放市场。
电磁吸波材料作为材料科学的分支，其应用的广泛，很可能使之在世纪之交成为新产业，成为电子信息的基础产业，也必将为重塑人类的洁净空间作出巨大贡献。
考点训练
1.下列对“吸波材料”的解说正确的一项是（ ）
A.吸波材料是一种能抵挡并消除电磁辐射的材料。
B.吸波材料用于电器、通讯业，可以使电磁辐射降低到38微米/平方厘米以下。
C.吸波材料用于高功率雷达、微波机械上，能保护操作人员免受伤害。
D.吸波材料具有较高的吸收频段，高吸收率，匹配厚度较薄等特点。
2.第六段中“这样就可以大量吸收外界的电磁辐射能量”的“这样”指的是（ ）
A.电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律
B.利用高磁导率铁氧体引导电磁波
C.当各向异性的自旋矩与外加的电磁辐射频率一制时，必然发生共振
D.必然发生共振
3.下列对文章内容的推断不正确的一项是（ ）
A.电磁辐射对环境的影响日益增大，为此，我们必须寻找吸波材料。
B.电磁辐射强的产品将不允许投入市场。
C.吸波材料的研究始于二战期间，在军事领域发挥了巨大的作用。
D.吸波材料的广泛应用，也必将使人类的生存空间变得越来越“洁净”。
【刘新明/设题】
答案：
《寻找吸波材料》
1.B（A应为“削弱”，C应为“免受电磁辐射的伤害”，这里扩大了范围；D应为“高磁导率铁氧体吸波材料”的特点，这里扩大了范围。）
美国移动电话协会、西班牙Complutense大学、土耳其等一些单位与国家均认为，手机辐射能够造成细胞基因死亡，破坏人体血液细胞，影响用户记忆力，甚至导致女性胎儿畸形或患不孕症等。
而法国科学院称，手机释放的电磁波的量不足以对人体健康造成明显影响，这是他们在全球数十个实验室对手机辐射测试的结果。《美国医学会杂志》和《新英格兰医学杂志》也公布研究结果认为，短期内使用手机与患脑癌没有必然联系。
我国卫生部科技开发研究课题的结果是，使用手机可引起神经行为反应时间方面的不良反应。
世界各地的相关研究还在进行。
争议没有结果，但使用者的生活还要继续。看似矛盾的结果，里面有几个关键点：对手机存在辐射没有争议；短期使用因为量小可能不会造成伤害。也就是说，电磁辐射存在，影响肯定存在，那么如何远离手机的辐射呢?
一条铁打原则：控制时间，不仅要减少每次通话时间，也要减少月累计时间。
事实上，手机辐射尽管每次可能量都小，但有累积效应，因而一定不要用手机长谈。
另外，注意在使用过程中的细节，例如使用手机的习惯――接听拨打的方式、手机放置的位置等。这些对于手机用户来说都应该十分注意的。
记住，手机不能随意放。
不要别在腰间。台北市立和平医院不孕病症主治医师吴丽惠认为，手机经常别在腰部，会对生殖细胞造成伤害，影响生育机能。
不要放在胸前。专家认为，这会对心脑和内分泌系统产生影响，很可能会使心脏病患者病情加重，女孩子出现月经不调等。
不要放在裤袋里。匈牙利科学家发现，经常携带并使用手机的男性，数量较很少使用者减少30%。由于裤袋离人的生殖器官很近，容易造成直接伤害。
不要放在枕边。有人习惯在睡前将手机放在枕头旁，这是很危险的。专家认为，这样会对人的中枢神经造成机能，从而导致头昏、失眠、多梦等症状。
那么手机放在哪里呢?
关键词：环境污染；污染防治；电磁辐射；电磁环境监测
Abstract: The electromagnetic radiation pollution directly influences the environment and human health. This paper analyses the status characteristics of the electromagnetic radiation pollution and pollution in China of electromagnetic radiation, and classification and harm of electromagnetic radiation pollution are discussed. Points out the urgency of pollution prevention and control of electromagnetic radiation in China, as well as the importance of the electromagnetic environmental monitoring.
Key words: environmental pollution; pollution control; electromagnetic radiation; electromagnetic environment monitoring
中图分类号： X83
一、电磁辐射污染及其特点
1. 电磁辐射污染及其危害性
电磁辐射是指电磁波向空中发射或泄漏的现象，过量的电磁辐射会造成危害人类身体健康的电磁辐射污染。电磁辐射污染又称电子雾污染，电台、电视台、高压线、变电站、雷达站、电磁波发射塔等大型设备；电子仪器、医疗器械设备、及办公自动化设备，甚至包括家用电器如微波炉、电视机、手机等在工作时，都会产生各种不同电磁波，这些频率不同的各种电磁波充斥着我们的生活空间，这些无形的电磁波不但无色无味，还可以穿透包括人体在内的任何物质，对人体造成伤害。
随着电子技术在生活中的应用越来越广泛，我们生活空间中人为的电磁能量增长十分迅速，电磁辐射污染已成为二十一世纪主要污染源之一。正如世界卫生组织最新的公布数据显示：电磁辐射已成为21世纪人类健康最大危害之一。电磁辐射污染对人体危害主要表现有三个效应：累积效应、热效应和非热效应。长期科学实验研究表明，人类若长期处于强电磁辐射环境下，有可能造成儿童白血病，人体癌细胞加速繁殖，诱发癌症，生殖系统受到影响，使得儿童的智力受到损害；强电磁辐射还会影响人的视觉系统和心血管系统。
2. 电磁辐射污染的特点
电磁环境是存在于给定场所所有电磁现象的总和，包括了自然的和人为的，有源的（直射波） 和无源的（反射波），静态和动态，它是由不同频率的电场和磁场组成。电磁辐射污染作为一种新型污染，其主要特点有： 隐蔽性强 ;损害后果的长期性和潜伏性; 电磁辐射污染对人体的影响还存在科学上不确定的因素 ;
二、我国电磁辐射污染现状
1.电磁辐射已成为我国重要的污染源
二十世纪八十年代以来，随着人们对生活需求的不断增加，越来越多的电磁辐射设备被应用到我们的生活空间中，这些设备数量不断增加，分布也越来越广、设备的功率也不断变大。与此同时，随着城市人口和建筑的密度不断增大，电磁辐射已经成为一种新的城市污染源。同时在农村，居民家用电器不断增加，电力、通信及交通事业的发展也非常迅速，可见电磁辐射污染已由大城市迅速向中小城市及农村扩散。1999年5月7日，国家环保总局正式公告：电磁辐射危害人体健康。2000年3月28日，国家经贸委下发安全第189 号文件：电磁辐射需加以防护。2001年8月6日，中国消费者协会第9号消费警示：日常生活需防电磁辐射。
2.我国电磁辐射污染纠纷不断增加，矛盾不断激化
近年来，我国的电磁辐射污染纠纷日益增多，电磁辐射污染投诉率居高不下，因电磁辐射污染纠纷提起的诉讼也越来越多。电磁辐射污染的损害后果具有长期性和潜伏性，一般不会因电磁辐射污染立即对人体造成显而易见的损害后果。故以电磁辐射污染所致人身伤害为由要求损害赔偿的纠纷相对较少。但也有越来越多长期暴露在电磁辐射环境中，现已出现可能与长期电磁辐射污染有关的严重损害后果的人，向电磁辐射设施、设备的所有人或使用权人提出了侵权损害赔偿的要求。 因手机电磁辐射污染引发的纠纷 ，在使用中产生电磁辐射的产品很多，如各种家用电器、办公自动化设备等，但消费者最为关注和引发大量纠纷的产品是手机。但我国至今尚无一部手机电磁辐射的国家标准，监管部门也没有做出在手机上标注辐射量的强制性要求，使得手机电磁辐射纠纷长期难以解决。
3.关于电磁辐射污染的纠纷，大多数解决不力
电磁辐射污染直接关系到大范围群众的工作和生活，公众的敏感度很高，但电磁辐射污染纠纷的解决却往往难以获得各方都较为满意的结果。其主要原因是： 电磁辐射污染防治的科学宣传不够 ;不尊重公众私权，造成对立局面 ;法律法规不健全，环保执法力度不够。
作为一种迅速出现的新污染源，我国对电磁辐射的研究仍处于起步阶段，电磁辐射污染方面相关的法律法规等，我国在这块还存在空白和矛盾的地方，而且环保执法“刚性”不足，有加大了解决此类污染纠纷的难度。
三、我国电磁环境监测的发展概况及前景
我国对电磁环境方面的研究起步较晚。进入20 世纪90 年代，我国高科技产业和国民经济发展迅速，电磁环境监测方面的要求也随之提高，因此，一批电磁环境实验测试中心相继建立。但是，目前我国对电磁环境方面的研究大多停留在某一实际干扰问题的防护水平上，比较成熟的电磁环境分析和预测软件目前还没有。由于我国电磁环境近场测量设备的研制工作也开展比较晚，目前国产的近场测量仪器及设备存在屏蔽性能差、灵敏度低、频带范围窄、测量费工费时、型号少、精度差等问题。
四、以完善监测机制促进监测质量
1.制定全面及时的质控计划。质控工作涉及到监测工作的每个工作环节，每年年初根据监测站的实际情况制定出详细的质控计划。这些计划包括: 仪器设备检定计划，仪器运检，仪器核查计划，人员培训计划，使用标准物质计划，参加能力验证和比对计划，质控考核计划等。质控工作单纯的对于工作量来说，的确是任务量的增加，但其作为监测工作的流程的不可缺少的组成部分，承担着维系监测数据生命线的保障作用，因此，质控工作计划是顺利完成监测任务的前提和基础。从事质量管理的人员要对监测任务，受控的岗位及受控的工作环节了如指掌，才能制定出适合本单位切实可行的质量控制计划和质控措施，进而使质控工作顺利进行。
2.提高质量意识，端正管理思维。我国环境监测经过实践已经积累了相对成熟的质量管理经验，各单位在质量体系文件指导下，全面提高监测人员的质量意识，让管理的理念和意识转化成为每个监测环节的自觉行动，使质量管理的规范和要求在各个工作领域得到贯彻落实。管理者应当坚持质量就是生命的原则，建立健全本单位的质量管理体系，把各项管理措施落到实处，反对形式主义，在从事质量检查和评审工作时不能走过场，同时运用好常规的管理措施，如现场空白、密码平行、加标回收、不定期监督检查等；质量管理员是质量管理工作的中间环节，应给予一定的权力，配备相应的资源，让他们在各自的岗位上发挥其应有的质量管理效能；正确处理好管理、人员、任务三者之间的关系，在人员和任务发主冲突时，质量管理措施仍然要执行到位，不能由此形成管理时紧时松的坏习惯。
3.进一步加强环境监测的政府行为属性。因为环境监测是社会公益性事业，政府应该始终掌握能力建设的主导权。没有政府的重视，无法解决能力建设资金的问题。各级政府应将环境监测能力建设纳入财政预算，从组织机构、应急专业队伍建设、装备配置、技术标准、科技进步、应急信息平台和应急综合指挥协调系统等方面不断加大投入，尽快形成适应新形势需要的环境监测体系。加强政府行为属性也意味着要加强强制干预和管理，从公权力上的根本上构建实时的环境监测机制。
五、结束语
迄今为止,电磁环境对人类影响的许多问题仍无定论,而随无线电技术的快速发展,电磁环境问题变得越来越复杂,越来越突出,电磁环境监测技术的重要性也日益凸现。因此,有关电磁环境监测方面的研究具有十分广阔的前景。值得庆幸的是,提高环境保护意识,加强电磁辐射污染的防护、治理及监测,已经成为了人们的共识。
参考文献
[1] 徐鹏,张建春.电磁辐射污染对人的危害与防护[J] . 中国个体防护装备,2001 (5) :17 - 20.
【关键词】MOS方法;多元线性回归;预报因子
1.MOS方法介绍
MOS方法又叫做“模式输出统计量”，是一种数值模式输出释用技术。这种方法能够有效减少预报不确定性,提高预报准确率。主要方法是：利用数值预报的输出结果作为预报因子，并与预报对象的实况气象要素之间建立统计关系，大多利用多元线性回归建立预报方程。预报对象与预报因子之间的关系可以表示成如下关系：
是随机误差。若将式(1)用矩阵表示，则有Y=x?茁+?着。用最小二乘原理估计?茁，得出回归系数。这样有了回归系数以后，我们可以利用数值预报结果代入已建立预报方程求出预报对象也就是客观预报要素的值。
2.资料选取及技术方法
2.1常规观测站预报方程建立
建立MOS方程之前，我们要确定预报对象及对历史资料进行选取和划分。我们对一年进行每月划分，建立每个月日变要素最高、最低气温方程。统计样本为2003年～2007年T213历史资料和实况资料。在预报因子选取上，主要包含各层温度、相对湿度、风等常规观测资料，也选取了一些物理意义清楚的诊断量，比如垂直速度、露点差、位温、假相当位温、湿位涡、螺旋度、K指数、涡度、散度等物理量。这样黑龙江省80个县级站点每个站点每月都有两种产品的预报方程。根据刘还珠等撰写的国家气象中心气象要素的客观预报-MOS系统一文中提及预报因子数量一般控制在6～20个，这样有利于提高预报准确率。我们选预报因子时数量也控制在这个范围内。例如哈尔滨站11月份最高气温24小时预报方程有6个预报因子；哈尔滨站11月份最低气温24小时预报方程中，有6个预报因子。
以哈尔滨站为例在24小时的最高、最低气温预报方程中都选取6个预报因子，因子类别上主要还是以大气低层气象要素为主，在6个要素中有2-3个常规观测要素，其余的都为诊断性质的物理量。而且在诊断物理量中个别相关系数量级较大有E+2和E+3量级，但大量级预报因子数量不多，对预报不会产生影响。如果预报因子相关系数大量级较多则可能使预报结果异常。
2.2 乡镇站点预报处理方法
由于黑龙江省现有乡镇自动站没有完整历史资料，及自动站质量控制不完善，针对现状，我们采取插值方法将常规观测站结果利用反距离权重插值到各乡镇站点。反距离权重算法为：
为控制点i与点O间的距离；n为在估算中用到的控制点数目，r为指定的幂数。这里我们取O点周围4个距离最近的点作为控制点，幂数r取2，这样式(2)变为：
这里d(i=1,2,3,4)为要计算的乡村站点O与周围最近的4个已知市县站点的距离，z(i=1,2,3,4)为周围最近4个已知市县站点的温度值，Z为通过插值算法得到的乡村站点温度值。
通过插值后可以得出850多个乡镇站点每天0-96小时最高、最低气温预报。
3.预报产品检验
主要检验黑龙江省常规观测站点11月份0-96小时最高、最低气温≤2℃准确率。MOS方法预报北部地市最低气温准确率偏低，主要集中在40-60%之间。其他地市平均准确率在60%以上。0-24小时和24-48小时预报准确率比其他两个时次要高。个别站点前两个时次准确率可以达到80%以上。通过与主观预报准确率对比可以发现，MOS方法在最低气温预报上可信度比较高。平均准确率基本与主观预报平均值持平，个别时次预报准确率高于主观预报。总体看MOS预报最低气温对主观预报有较好指导意义，总体预报准确率好于地市主观预报。在最高气温预报上MOS预报低于主观预报，尤其在后两个时次的预报上平均准确率低于50%，预报效果不理想。前两个时次预报准确率也低于客观预报，准确率维持在60%-70%之间。
4.小结
总体上讲MOS方法是一种较为成熟的技术。预报方程的建立直接影响到预报结果的准确程度，在挑选预报因子过程中还要仔细对每个站点的因子进行筛选，找出适合本地区的预报因子作为预报方程系数。在对强降温个例分析时，发现降温幅度越大且时间越短，MOS方法有明显的滞后性，准确率迅速下降。主要原因在于MOS方法是统计方法，它对剧烈变化的天气没有预报能力。从预报检验综合分析得出，黑龙江省北部地区处在山区地形复杂，预报因子选取上没有真实反映当地天气变化特点，从而导致预报准确率偏低，要提高该地区准确率，光靠单一统计方法是远远不够的，应该采用集合预报的方法对温度进行订正，可以取得较好预报效果。现有数值预报精度也限制了MOS方法，随着高分辨率数值预报的出现，MOS方法的准确率可以进一步得到提升。选取更多的样本资料，做更细致的天气划分，也可以提高MOS方法的准确率。
【参考文献】
［1］刘还珠等.国家气象中心气象要素的客观预报.应用气象学报，2004,4,15(2).
1.常见电磁辐射污染
1.1电磁辐射污染的种类
电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围，划分为工频（50/60Hz）、射频（又称高频103-106Hz）与微波（>106Hz）三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流，具有“波粒”二象性，环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射（放射性），如：x射线和丫射线等；而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。从环境管理和研究角度看，城市环境中的电磁辐射环境污染源主要分为：
1.1.1广播电视发射设备
辐射特征为大功率定时全向发射。广播包括：短波广播、调频广播。电视广播包括：米波电视、分米波电视。我国电视和调频广播的频率范围是：48.5MHz-960MHz，属于超短波与分米波频段。
1.1.2通信、雷达及导航发射设备
通信包括短波、微波发射台（含通信和探测）、地面卫星发射站、移动通信基站、寻呼通信基站。在城市无线电通信网中，由于移动通信基站增加速度快、分布密集，随处可见，它已成为城市电磁环境的主要污染源之一。
1.1.3工业、医用高频设备
这类设备把电能转换为热能加以利用，但总有伴生电磁辐射产生并泄漏出去，引起工作场所及环境污染。医疗用电磁辐射设备：主要为高频理疗机、紫外线理疗机、高频透热机、高频烧灼器、微波针灸设备等。
1.1.4交通系统电磁辐射干扰
交通系统电磁辐射设备有轻轨和电力牵引车辆，包含有轨电车和无轨电车。
1.1.5电力系统电磁辐射
高压电力系统包括高压架空输电线、高压地下电缆和变电站。
1.2电磁辐射污染危害
电磁辐射的危害有两个方面：一是对人体和生物的危害；二是对电器设备的影响。
1.2.1对人体和生物的危害
电磁辐射对人体和生物的危害，多年来国内外一些研究机构作为课题进行了大量研究和实验，得出了具体结论，主要是热效应、非热效应和累积效应。
1.2.2对电器设备的影响
电磁辐射对电器设备来说是一种干扰，如果电磁辐射的频率与扰设备的频率相差不大时，干扰的程度就逾严重。总的来说电磁辐射可以使测量仪器性能变低；可以使电子开关或继电器工作失常；可以使无线电接收设备出现噪声，如电视机图像声音变差，收音机信号不好等；可以干扰党政军机关的无线电设备；可使病人心脏起博器停止工作，等等。
2.高压电电磁辐射特性及其危害
2.1高压电电磁辐射的三种特性
2.1.1磁场特性
磁场强度的大小与电流大小有关，与电压无关；50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体（建筑物或人），且不受这些物体的干扰。从理论上讲，由于三相交流输电线中各相电流的有效值相等，相位互差120，所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消，近似为零。所以我们平时一般重点研究电场。
2.1.2电场特性
载流输电线在周围空间产生电场，有如下特性：电场强度与输电线相对于大地的电压成正比；场中的导电物体（建筑物、树林等）会使电场严重畸变，从而产生一定的屏蔽。
2.1.3电晕特性
当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时，就产生电晕放电。这时，导线表面的电场强度一般达到 30kV/ln以上，只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度，因此，电晕放电多发生在高压输电线路上。
2.2离压电电磁辐射对人体的危害
电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流，且限于非电离辐射。电力系统的高压输变电中产生电磁辐射，电磁辐射主要是指高压输电线路和变电站的高压电力设备所产生的辐射。
2.3高压电电磁辐射对通信线路产生千扰
电磁辐射对电子设备的干扰：大量的研究表明，电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看，自动控制信号失误，电子仪器仪表失灵，飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰，干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等，从而带来大量的经济损失。
2.4高压线路电晕可听噪声
通常情况下，高压架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是：在导线及其金属表面处空气中的电晕放电，绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花，连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
3.高压电电磁辐射污染的防护措施
综合前面高压电输变电电磁辐射的原理及特性和高压电输变电电磁辐射的危害，可以从四个方面来采取防治措施：加强对电磁辐射环境管理；对人体健康危害的的减缓措施：对通信线路干扰的消除措施；对电晕放电引起的干扰消除措施。
3.1加强对电磁辐射环境管理
我国的电磁辐射环境管理起步较晚。但从1988年以来，先后己了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》等25项中华人民共和国国家标准，了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等3项中华人民共和国环境保护行业标准，了《微波辐射生活区安全限值》等2项中华人民共和国国家军用标准。
3.2对人体健康危害的减缓措施
避免电磁辐射对人体的影响，线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。在线路设计中严格按规程执行，适当选用塔型、塔高，以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。提高导线对地的高度，双回路导线逆相布置，高低压导线分层架设等措施，会获得降低地面强度的效果。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施，以减少电磁辐射对人体的影响。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值，但与此限值比较接近，而作业人员又需要长时间在此环境工作时，都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时，应首先确定电磁辐射的衰减度，然后，参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数，确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
3.3对通信线路干扰的消除措施
对通信线路的影响有静电感应和电磁感应两方面。输电线路正常运行时，在邻近的与其平行的通信线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比，还与通信线路与输电线路的距离及相互位置有关。当通信线上的感应电压超过弱电设备绝缘的击穿电压时，就可能损害设备和人身安全。为了避免通信信号线遭受电磁危险及干扰影响，一般采取：将有影响的通信信号线或输电线改为电缆，输电线进行良好的换位，装设放电管、屏蔽线或中和变压器。 （下转第5页）
（上接第68页）3.4对电.放电引起的干扰消除措施
电压越高，电晕放电就越强；导线直径越大，电晕放电就越弱；导线表面光洁度越高，放电也就越弱。输电线对无线电与电视的干扰主要是指电晕放电引起的干扰。一般在大于500m处，干扰电场可以忽略不计。无线电杂音的强度受天气影响较大，一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通讯线的干扰，设计时应从导线选择和连接等方面考虑，无论是单导线还是分裂导线，均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
【参考文献】
目前还没有哪项研究报告曾经论证，仙人掌吸收辐射线的能力比其他植物优异。因此，“在电脑旁摆一盆仙人掌以便吸收辐射，减少对身体的伤害”，完全是推断出来的，并没有科学依据。
虽然电脑前摆一盆仙人掌不能抵挡辐射线，但绿油油的色彩能够舒缓眼睛的疲劳，让精神放松，对整天费眼又劳神的电脑族而言，倒不失为“养眼”的好办法。与摆放绿色植物相比，喝点绿茶才是抵挡电脑辐射更为简便易行的窍门。
美国夏威夷大学曾有研究显示，多喝绿茶在预防辐射上有重要作用。茶叶中含有较多的脂多糖，可以改善机体造血功能。人体注入脂多糖后，在短时间内即可增强机体非特异性免疫力，从而有效地阻止放射性物质侵入身体，对造血功能有着显著的保护作用。可见，和仙人掌相比，绿茶才是防电脑辐射的“高手”。另外，绿豆汤中含有帮助排泄体内毒素、加速新陈代谢的物质，也可有效抵抗各种形式的辐射污染。
需要注意的是，由于电磁辐射具有“累积效应”，在电脑前端坐时间不可太长，应经常走动，这样会对健康有利。
最便宜、最好的空气清新剂是橘子
很多人觉得只要一用空气清新剂，家里的空气就干净了，其实不然。空气清新剂大多是化学合成制剂，并不能净化空气，它只是通过散发香气混淆人的嗅觉来“淡化”异味，并不能清除有异味的气体。还有一些空气清新剂，因为产品质量低劣，本身还会成为空气污染源。如果清新剂含有杂质成分(如甲醇等)，散发到空气中对人体健康的危害更大，会引起人呼吸系统和神经系统中毒和急性不良反应，产生头痛、头晕、喉头发痒、眼睛刺痛等。而一些卫生香或熏香点燃后所产生的烟雾微粒也会造成家里空气的二次污染。
1研究现状
1.1空间辐射环境及模型空间辐射环境主要包括星体俘获辐射环境、太阳宇宙射线、银河宇宙射线以及人工辐射环境等。其中，星体俘获辐射环境包括地球辐射带、木星辐射带、土星辐射带等。空间辐射环境受太阳活动的调制明显，太阳活动峰年对空间辐射环境的影响主要表现为太阳质子事件增多和太阳电磁辐射增强等。经过多年的发展，以美国NASA为代表的航天大国或机构建立了一系列空间辐射环境模型，极大地推动了空间辐射环境工程的发展。地球辐射带质子辐射环境模型主要有NASA开发的AP系列模型[3]、CRRESPRO质子模型[4]、基于SAMPEX/PET数据开发的低纬度太阳平静期质子模型[5]等；电子辐射环境模型则包括AE系列模型[6]、CRRESELE电子模型[7]、由Vampola改进的AE-8min升级版模型[8]和IGE-2006/POLE电子模型[9-11]。此外，ESA开发的AE和AP模型[12]、俄罗斯的辐射带模型SINP电子质子模型（1991版）[13]和LOWALT电子模型[14]等。目前，广泛使用的地球辐射带模型为AE8和AP8模型。但由于AE8、AP8模型的最新探测数据已超过40年，且未覆盖低能区域，加上模型本身存在较大不确定性，因此，以NASA为代表的航天机构正在开发下一代空间辐射环境模型AE9、AP9[15]，目前可应用于科学研究，但还没有用于工程设计。模型将在以下两方面进行改进：扩展能量覆盖范围（包括热等离子体、相对论电子和高能质子等）和空间覆盖范围；给出由于仪器的不确定性和空间天气波动带来的模型不确定度（如AE9电子模型给出了不同置信度下的能谱变化曲线）。太阳宇宙射线是太阳耀斑爆发期间发射的大量高能质子、电子、重核离子流，其中质子占绝大部分，因此又被称为太阳质子事件。用于太阳宇宙射线的统计模型主要有3个，分别是King模型[16]、JPL模型系列[17]和ESP模型[18]，其中：King模型可用于预示任务周期内太阳质子注量；JPL模型系列有JPL85和JPL91模型，目前常用的是JPL91模型，被推荐用于任务规划；ESP模型可用于总剂量和最劣事件剂量的预测。此外，常用的还有October89模型。银河宇宙射线是来自太阳系以外的带电粒子，是由能量很高、通量很低的带电粒子组成，其中质子成分占85%，α粒子成分占14%，重离子成分占1%。银河宇宙射线模型主要包括Badhwar-O’Neill模型[19]、CREME86/CREME96模型[20]和Nymmik模型[21]等。国际标准化委员会针对太阳宇宙射线和银河宇宙射线分别给出了ISO-15391[22]和ISO-15390[23]国际标准，对太阳宇宙射线和银河宇宙射线的成分、能量、通量等进行了详细的描述。在深空辐射环境及模型方面，目前，国际上主要对月球、火星、木星和土星等的辐射环境进行了研究，并建立了相关的模型。尤其是木星和土星，由于它们具有强磁场，因而有自己的辐射带。其中，对木星辐射环境研究得最多，获得的空间探测数据也最多，木星质子模型主要为D&G83模型和Salammbo模型，电子模型主要包括D&G83模型、GIRE模型和Salammbo模型[24]，此外，还有JOSE模型（包含电子、质子、碳、氧、硫等）[25]、IEM星际电子模型[26]、HIC重离子模型[27]等。太阳电磁辐射环境及其模型主要采用美国NASA的数据和世界气象组织（WHO）的数据，其中太阳常数分别取(1353±21)W/m2和1368W/m2，多数文献上采用1367W/m2。目前虽然建立了一系列空间辐射环境模型并应用于科研和型号研制任务中，但就空间辐射带模型而言主要为长期的静态环境模型，也没有考虑各向异性对航天器的影响，模型的不确定性相对较大。
1.2空间辐射环境效应及机理空间辐射环境将对材料和器件带来严重的辐射损伤效应（见图1）。辐射损伤效应根据其类型可以分为单粒子效应（SEE）、电离总剂量效应（TID）、位移损伤效应（DD）（又称为非电离总剂量效应，TNID）、充放电效应、辐射生物学效应、辐射诱导传感器背景噪声效应等。其中，单粒子效应比较复杂，按照损伤程度又可以分为：1）破坏性效应。如单粒子锁定（SEL）、单粒子快速反向（SESB）、单粒子绝缘击穿（SEDR）、单粒子栅击穿（SEGR）和单粒子烧毁（SEB）；2）非破坏性效应。如单粒子暂态（SET）、单粒子扰动（SED）、单粒子翻转（SEU）、多位翻转（MCU）、单粒子多位翻转（SMU）和单粒子功能中断（SEFI）。辐射损伤效应根据影响时间不同，可以分为长期效应和瞬态效应。长期效应是指造成材料或器件性能的长期改变或退化，瞬态效应是指材料或器件所发生的性能改变或退化在短时间内可恢复。根据损伤模式可分为电离损伤和位移损伤。电离损伤的长期效应主要包括电荷激活、电荷传输、价键变化及分解等；电离损伤的瞬态效应包括光电流导致的终端瞬态电压变化、双稳电路锁定等。位移损伤的长期效应包括缺陷密度增加、载流子寿命降低、载流子密度降低等；位移损伤的瞬态效应包括少数载流子寿命的快速退火等，见图2。世界各国已经充分认识到空间辐射损伤对航天器在轨安全的影响，并开展了大量的研究工作，总体而言还有以下不足：1）开展了大量的空间辐射效应试验研究，而空间辐射损伤机理研究相对较少，有些辐射效应机制仍不清楚。2）空间辐射效应数据缺乏，一些关键器件或材料的空间辐射效应有待评估，例如高性能、高集成度的电子器件单粒子效应或者CCD等光电器件的位移损伤效应等。3）多种辐射环境因素的协同效应或者辐射环境与其他环境要素的协同效应有待研究。
1.3空间辐射环境及效应试验的评价标准国际化标准组织和航天大国纷纷制定了一系列国际标准、国家标准和行业标准，以指导本领域或本国家的航天活动。半个多世纪以来的航天实践活动表明，空间辐射环境及效应试验的评价标准（或规范）已经在航天器设计和运行中发挥了重要的作用。关于空间辐射环境的标准，有ISO标准（如ISO15391、ISO15390、ISO21348等），美国军用标准如MIL-STD-1890，欧洲标准ECSS-E-10-04C等。关于空间辐射效应的标准，有如ECSS-E-ST-10-12C等[31]综合性标准，ECSS-Q-ST-70-06C[32]和ASTM-E-512[33]等材料性能退化试验标准，MIL-STD-750[34]和ESCC25100[35]等单粒子效应试验标准，MIL-STD-883[36]、ASTMF1892-06[37]和ESCC22900[38]等总剂量效应试验标准，ESCC23800[39]、ECSS-E-20-06[40]、NASATP-2361[41]等表面充放电效应试验标准，NASA-HDBK-4002A[42]内带电效应试验规范，ISO23038[43]、ASTME1854-2007[44]和JPLpublication96-9[45]等位移损伤效应试验标准。我国在空间辐射环境及效应标准方面也开展了大量工作，正逐步建立和完善以GJB/Z24—1991[46]、GJB2502[47]、GJB6777—2009[48]、GJB7242—2011[49]、GJB762.2—1989[50]等为代表的国家军用标准，和以QJ10005—2008[51]、QJ10004—2008[52]等为代表的行业标准。但相关标准主要集中在单粒子效应和总剂量效应领域，而表面充放电效应、内带电效应和位移损伤效应等标准仍然匮乏。
1.4空间辐射环境及效应地面模拟试验方法航天器材料及器件的在轨性能退化情况可通过飞行试验和地面模拟试验来获得。其中，地面模拟试验由于具有周期短、花费少、方便等优点而被广泛用来评估航天器敏感材料及器件的空间环境适应性。空间辐射环境及效应比较复杂，地面模拟很难再现真实的空间环境，主要原因包括以下几个方面：一是空间带电粒子辐射是连续能谱分布，带电粒子涵盖了从几个eV到GeV的范围，地面模拟很难实现多能量带电粒子的同时模拟；二是高能带电粒子地面模拟难度较高，尤其是对电子元器件的高能带电粒子效应模拟；三是航天器在轨寿命长，从经济角度考虑，地面模拟试验通常很难实现全寿命周期的环境或效应的模拟。因此，针对航天器敏感材料与器件，通常采用地面加速试验和效应等效相结合的方法，开展航天器空间辐射环境及效应的地面模拟试验[2]。在航天器材料空间辐射环境效应地面模拟试验方面主要采用剂量-深度分布法、等效能谱法和金属薄膜散射法等。在航天器电子元器件模拟方面，主要是采用一种或几种辐射源，利用效应等效原理来开展模拟。单粒子效应是利用重离子、质子、脉冲激光等作为模拟源，采用敏感度-LET值响应曲线的方法，总剂量效应采用辐射损伤等效法，位移损伤效应采用等效注量法、位移损伤剂量法、劳申巴赫法等[53-55]，表面充放电效应采用正向电位梯度法或反向电位梯度法，内带电效应采用高能电子注入法，紫外辐射效应采用曝辐量等效法或能量等效法[2]。虽然世界各国在空间辐射环境效应试验方法方面做了大量的工作，但在有些方面仍有相当大的差距，主要表现在以下几个方面：1）在材料性能退化评价方面，目前采用最多的是剂量-深度分布方法，而效应等效的能谱等效法和金属薄膜散射法的有效性有待进一步研究。同时，加速因子对材料性能的退化影响有待进一步研究。2）在紫外辐射材料性能退化方面，目前世界各国开展的近紫外辐射效应较多，而真空紫外辐射效应研究相对较少，尤其是对10～115nm波段的影响，由于地面模拟手段比较复杂而开展得较少；此外，温度和加速因子等参数的影响有待进一步探讨。3）单粒子效应试验通常采用重离子和锎源开展，而利用质子和脉冲激光等辐射源开展单粒子效应的试验方法有待进一步研究。4）电子元器件总剂量效应试验通常利用钴源开展，而高能带电粒子、X射线等总剂量效应试验方法有待进一步研究。5）空间多因素环境协同效应地面模拟试验开展较少，其协同机理和协同效应模拟方法有待进一步研究。
1.5空间辐射环境及效应地面模拟试验设备目前主要从环境模拟和效应等效模拟两个角度研制了一系列地面模拟试验设备。在太阳电磁辐射环境模拟方面，主要是以紫外辐射环境为代表的地面模拟试验设备，相应的紫外源主要包括氙灯、汞氙灯、氘灯、射流式气体喷射源等。在带电粒子和中子等辐射环境及效应地面模拟方面，由于空间粒子的复杂性，地面试验主要采用效应等效模拟的方式，利用地面加速器或者辐射源来开展地面模拟试验。单粒子效应主要通过重离子加速器、锎源或者脉冲激光作为模拟源，其中重离子加速器又可以分为串列静电加速器和回旋加速器。电子元器件的总剂量效应模拟试验设备主要使用60Coγ射线源，材料方面的总剂量效应模拟试验一般用电子加速器和质子加速器进行。表面充放电效应地面模拟试验设备主要采用低能电子束作为模拟源，而内带电效应地面模拟则主要采用中高能电子束来模拟。我国空间辐射环境与效应地面模拟试验设备采用的模拟方式与国外基本相似，但存在以下不足：第一，已有空间辐射效应地面模拟设备的性能指标落后，模拟试验水平较低；第二，新的模拟试验由于缺少设备不能开展；第三，加速器终端用于模拟试验的配套设备不具备或不完善。目前，航天大国建立了相对完整的空间辐射环境及效应地面模拟试验设备体系，体现出以下特点：1）材料级空间辐射效应地面模拟试验设备向多因素综合环境方向发展，如SEMIRAMIS总剂量综合模拟试验设备同时具备电子、质子、紫外、真空、温度等环境要素，见图3[2]；2）器件级辐射环境效应通常采用高能加速器开展地面模拟试验，尤其是单粒子效应、位移损伤效应、总剂量效应等；3）部分实现了性能的原位测试。但在设备指标上有待进一步改进，主要表现：带电粒子能量仍然较低，不能有效开展地面模拟试验；性能原位测试手段缺乏；微观原位测试和监测手段较少。由于空间辐射环境与效应地面模拟试验设备建设投资大、周期长，试验技术本身涉及的关键技术需要突破，因此地面模拟试验设备的建设应该有相当的预见性和前瞻性，要充分预计若干年以后的模拟试验需求。
1.6空间辐射效应飞行试验技术利用航天器进行的空间科学试验，基本上可以分为密封舱内试验，非密封舱内试验和舱外（暴露）试验3大类。暴露试验是指把试验装置或被试样品（材料、元器件或设备）放置于航天器的桁架或外表面，使之直接暴露于空间环境之中所进行的各种试验。与密封舱和非密封舱内试验相比，具有空间环境更加真实、性能研究更加准确的优点。航天大国非常重视空间飞行试验，针对空间辐射环境下的航天器敏感材料、电子元器件的性能退化规律开展了大量的空间飞行试验研究。一方面是为了获得航天器材料与电子元器件在轨的真实环境效应数据，以指导地面设计；另一方面，也对航天器材料与电子元器件的地面模拟试验进行比较，为地面模拟试验方法与设备改进提供参考。从20世纪70年代开始，美国利用STS-5回收了已进行材料空间暴露试验的返回式卫星，各航天大国开展了大量的空间暴露试验。从空间环境特性监测平台LDEF到国际空间站上搭载平台，国外先后发射了20多种监测平台，主要分为三类：一是以LDEF[56]和MISSE为代表的材料空间暴露平台，主要研究空间环境对材料的影响，通过暴露平台研究空间环境对材料的累积效应；二是以MEDET为代表的在轨环境因素监测平台，主要是对空间环境因素进行监测；三是以OPM[57]为代表的在轨空间环境效应综合监测平台，可同时研究空间环境及其对材料的环境效应，见图4。OPM的核心设备为反射计、真空紫外分光光度计、总积分散射计（TIS）、分子污染监测器、原子氧监测器、辐射监测器等。不但可以实现对材料性能（光学透射率、吸收率、反射率、热发射率）的真空环境下原位测试，同时也可以探测空间环境，如原子氧、分子污染、太阳辐射等。单粒子效应主要通过卫星（如CRRES卫星）在轨飞行数据而获得。美国和欧洲、俄罗斯等国家合作开展了总剂量效应在轨飞行试验，先后进行了多次大型的长时间空间环境暴露下材料性能退化试验。主要有长期实验暴露装置（LDEF）、光学性能监测器（OPM）、“和平号”空间站环境效应载荷（MEEP）和国际空间站材料试验（MISSE）[59]。表面充放电飞行试验包括SAMPIE[60]、PIX-Ⅰ、PIX-Ⅱ[62]、SFU、IPRE、科学探测卫星P78-2（SCATHA）[63]等。内带电效应飞行试验典型代表如集约环境异常传感器（CEASE）[64]等。太阳电池飞行试验包括Hipparcos卫星[65]、ETS-V卫星和MDS-1卫星[67]等。我国自1971年3月发射“实践一号”科学试验卫星开始空间辐射环境天基探测以来，以搭载方式或通过专门的探测卫星开展了空间辐射环境及效应的飞行试验。在40多年的时间内，先后发射了用于空间环境探测的专业卫星和搭载星船30余颗（艘），包括“东方红二号”卫星、“风云”系列卫星、“资源”系列卫星、“神舟”系列飞船、“北斗”卫星、“遥感”系列卫星以及“嫦娥”系列卫星等搭载多种空间辐射环境探测仪器。目前开展的天基空间辐射环境及效应探测主要包括高能带电粒子、低能带电粒子、太阳X射线、单粒子效应、卫星表面充电、辐射剂量等。尤其是“实践”系列卫星和“神舟”飞船的探测，促进了对空间辐射环境及效应的了解，获得了宝贵的数据。目前，世界各国开展空间辐射环境及效应飞行试验呈现以下特点：1）专用试验卫星和卫星搭载相结合；2）环境探测通常采用专业探测器，效应探测通常用航天器飞行数据来分析；3）飞行试验平台向着环境探测与效应探测一体化方向发展。
1.7空间辐射环境及效应数值模拟数值模拟方法则是飞行试验和地面模拟试验的有效补充，既可以对航天器遭遇的空间辐射环境及航天器内部的辐射环境进行预示，也可以对航天器材料与器件的性能退化进行预示。空间辐射环境的模拟采用直接建立环境模型的方法，而经过材料等屏蔽后的环境则采用蒙特卡罗方法或确定性方法来数值模拟。根据蒙特卡罗方法设计的程序很多，如GEANT、EGS4、MCNP、ITS、FLUCK、ETRAN等程序。空间辐射效应数值模拟软件主要由欧美航天大国开发设计，分为综合性仿真软件和专用软件，其中：综合性数值模拟软件如SpaceRadiation，SYSTEMA、SPENVIS、FASTRAD等；专用软件主要针对不同的效应开发，如总剂量分析软件ITS、SRIM等，表面充放电软件NASCAP、NASCAP-2K、SPIS、MUSCAT、SENSIT等，内带电效应软件DICTAT、ESADDC、NUMIT、ATICS等，位移损伤软件SAVANT、SCREAM等。下面对空间辐射环境及效应数值仿真的几款典型软件进行简要介绍。SpaceRadiation软件[68]的主要功能在于空间环境参数及空间辐射效应的计算，可以模拟分析航天器在范•艾伦辐射带、太阳耀斑、银河宇宙射线、中子、人工辐射等环境下的辐射损伤效应，用于对单粒子翻转、总剂量、位移损伤、生物学等效剂量和太阳电池损伤进行预示。SYSTEMA软件包括Dosrad、Earthrad、Matcharge、Perturbation、Plume、Thermica、Outgassing、Atomox等分析模块，可以用来对空间辐射环境、航天器舱内的辐射剂量、太阳电池辐射损伤等进行模拟预示。FASTRAD是用于航天器三维辐射分析与防护设计的CAD软件，可用于分析各种类型的元器件、面板、设备和卫星内任意一点的辐射剂量，不但可用于辐射剂量分析，而且可以用于辐射设计分析。SPENVIS是由ESA开发的一个用户界面友好的在线网络程序，可以开展银河宇宙射线、太阳高能粒子、地球辐射带、磁场、空间等离子体、高层大气、微流星体和空间碎片、光照等空间环境的分析。其RadiationSourcesandEffects模块包括辐射源（俘获带电子和质子、太阳宇宙射线、银河宇宙射线）、单粒子效应、总剂量效应、太阳电池损伤效应等等。SpacecraftCharging模块则可以对深层介质带电、航天器表面带电、太阳阵和航天器结构电势、低轨道环境参数及航天器带电数据设置等进行分析和设计。NASCAP-2K是一个三维的航天器等离子体环境效应模拟软件，可以广泛模拟各种等离子体现象。其具备的能力包括：定义航天器表面、几何形状、结构；计算航天器表面与时间相关的电位；计算航天器的静电电位，柔性边界条件和空间电荷；产生并追踪电子和离子，计算表面和体电流与电荷密度；表面电位、空间电位、粒子径迹、时间相关电位与电流的可视化。DICTAT是用于卫星内带电效应仿真分析的软件，其建立了平面或柱体简单几何体结构的一维模型，采用FLUMIC的恶劣电子环境模型，利用解析方程描述电子在屏蔽物上的运动和沉积。介质体最大电场根据欧姆定律获得。最终，将程序代码计算得到的最大电场强度和材料击穿阈值进行比较来判定结构是否会发生放电。如果最大电场强度超过材料的击穿阈值，那么该程序将建议修改航天器的防护层和厚度，直至达到材料的安全阈值为止。SAVANT是由NASA格林研究中心开发的基于位移损伤剂量模型的太阳电池阵验证分析工具，可以方便地评估太阳电池阵在轨寿命末期的性能，对于不同太阳电池工艺的地面模拟试验的开发和设计也有着重要的指导意义。SAVANT软件不但可以对单结太阳电池进行性能退化模拟分析，而且能够对多结太阳电池和薄膜太阳电池的性能退化进行预示。我国在空间辐射环境及效应数值仿真领域也取得了一定的成绩，但与欧美航天强国相比，不论在辐射环境模型，还是在核心算法上，均存在着一定的差距，在型号工程的普及使用或商业化方面还需进一步努力。
1.8抗辐射加固技术针对航天器在轨的恶劣辐射环境，航天器材料、元器件、分系统等往往不能满足航天器在轨寿命期间的抗辐射要求。因此，需要对其进行抗辐射加固。通常，抗辐射加固一般针对元器件和电子线路等，从硬件、软件和结构设计角度进行，而很少针对航天器材料开展工作。单粒子效应抗辐射加固设计主要通过选用对单粒子效应敏感度低的器件，在电路防护设计方面采用硬件看门狗、冗余设计和降额设计，对将操作系统内核和与有效载荷安全以及飞行成败有关的程序存放在ROM区，采用对特定工作信号进行监视的软件“看门狗”，以及EDAC技术、三模冗余等技术来实现。总剂量效应抗辐射加固设计主要通过加强电子元器件和材料的选用、给予电子元器件和材料一定的设计余量、加强电子元器件的总剂量局部屏蔽防护以及对航天器内部的设备布局进行抗辐射优化设计等措施来实现。表面充放电效应抗辐射加固设计主要通过严格控制航天器表面材料的选择与应用、加强接地系统的设计、严格控制关键材料及材料到结构地的电阻、充分利用滤波技术以及加强污染控制等措施来实现。内带电效应抗辐射加固设计主要通过选用合适的星内介质材料、加强内带电效应的屏蔽设计、加强结构地的设计等来实现。这有赖于对内带电效应的机理、试验与评价技术进行深入研究。位移损伤效应抗辐射加固设计则通过加强抗辐射光电材料的选用与研制、对光电材料的位移损伤性能给予充分考虑并留有设计余量、加强位移损伤效应评估和开展辐射损伤修复技术等来实现。虽然抗辐射加固技术经过多年的发展，取得了一系列重要成果，并在型号中得到了应用，但在抗单粒子效应的防护设计，光电器件（尤其是CCD等器件）抗位移损伤效应加固技术，内带电效应的工程分析与评估、模拟试验与测量技术，以及人工核辐射与激光辐射在轨加固技术方面仍需加强研究。
2发展趋势
2.1空间辐射环境及模型空间辐射环境及模型的研究，对航天器的设计、防护及在轨故障的分析具有非常重要的意义。现有空间辐射环境模型具有较高的不确定性，因此，需要在以下方面开展工作：1）开发动态辐射环境模型。目前使用的辐射环境主要是长期平均的静态辐射环境模型，需要进一步开发能够反映太阳活动影响、地磁扰动和长期地磁漂移的动态环境模型。2）开发各向异性空间辐射环境模型。对于在轨航天器尤其是高轨道航天器及其内部环境，各向同性模型并不能真实反映其辐射效应，有必要开发具有工程应用性的各向异性空间辐射环境模型。3）开发更加准确的空间辐射环境模型。世界各国开发的空间辐射环境模型存在较大差异，尤其是在低能能谱段，需要开发更加准确的空间辐射环境模型，提供低能谱段的数据，并提高置信度。
2.2空间辐射效应及机理研究在空间辐射效应及机理的研究方面，以下两个方向需要重点关注：1）开展不同的空间辐射环境要素或地面模拟源对航天器材料与器件性能退化微观机制的异同性研究，并进一步完善空间辐射环境效应退化模型和试验方法。2）航天器在轨环境是多种因素并存的环境，正确开展航天器敏感材料和器件的空间辐射效应评价就要关注多种因素对航天器的协合效应。3.3空间辐射环境及效应试验评价标准目前，世界各航天大国均非常重视空间辐射环境及效应试验评价标准的研究与制定工作。其中，对空间辐射环境效应地面模拟试验方法标准的制定与修订工作仍需进一步加强，主要包含以下几个方面：一是制修订和完善空间辐射环境标准与规范。在现有空间辐射环境标准与规范的基础上，针对科学研究和工程应用，制修订更加完备和精确的空间辐射环境标准与规范。二是完善空间辐射效应标准与规范。1）建立质子单粒子效应和脉冲激光单粒子效应地面模拟试验的相关标准规范；2）针对利用60Co来代替高能粒子开展总剂量效应可能存在过试验的问题，建立高能带电粒子的总剂量效应试验标准；3）建立表面充放电效应的国际通用标准和规范，开展航天器材料、器件与充放电效应相关的关键设计参数的验证和研究；4）建立内带电效应的标准和规范；5）建立光电器件的位移损伤效应通用的标准或规范；6）建立普适的航天器空间材料紫外辐射效应的标准，尤其是10～115nm波段，其试验方法和标准有待进一步探讨。
2.4空间辐射环境及效应地面模拟试验方法空间辐射效应试验方法是开展地面模拟试验的前提和基础。未来需要在以下几个方面开展工作：1）在材料性能退化评价方面，开展能谱等效法和金属薄膜散射法的试验方法及其有效性的研究；2）开展10～115nm波段紫外辐射效应的试验方法研究，同时，加强温度和加速因子等试验参数的探讨；3）加强质子和脉冲激光单粒子效应的试验方法及其等效性研究；4）研究高能带电粒子、X射线总剂量效应试验方法，以及钴源总剂量效应试验的等效性；5）开展空间多因素环境协合效应地面模拟试验方法研究。
2.5空间辐射环境及效应地面模拟试验设备未来研发空间环境效应地面模拟试验装置应该遵循以下几条规则：1）包括的环境及效应要素全。在一个或多个组合试验腔中集成电子、质子、近紫外、真空紫外、原子氧、空间碎片和微流星体、污染源等，从而可开展空间多因素环境的协同效应研究。2）设计性能指标可靠合理。既能满足航天器材料与器件的性能退化评价，又避免不必要的高指标带来的经济浪费。3）监测手段全，布局合理。由于地面模拟空间环境存在一定的面积均匀性问题，因此，需要对监测手段进行合理布局，同时要尽可能多渠道进行监控，应该具备四极质谱仪、石英晶体微量天平、法拉第杯、真空计、温度控制计、紫外辐照度计、速度干涉仪等。4）充分考虑原位测试的必要性。由于异位测试带来回复效应的问题，因此，不论是宏观性能如光学性能和电学性能需要进行原位测试，而且其微观性能如成分、结构、缺陷、形貌等也需要进行原位测试，可以配备紫外/可见/红外分光光度计、SEM、表面电阻率测量装置、AES/XPS等。如果需要对试件的性能退化机理作进一步深入分析，可以配备电子顺磁共振波谱分析设备、光致荧光光谱分析设备、红外光谱设备等。低地球轨道环境及效应模拟腔见图5。
2.6空间辐射效应飞行试验技术未来，航天器空间辐射效应飞行试验技术主要朝着以下方向发展：1）空间环境与效应飞行试验平台向着公用型、集成化、多功能等方向发展。要求飞行试验装置体积小、重量轻，能够实现在任何卫星平台上安放，长寿命、高可靠，可以同时实现多种辐射效应的探测或监测。2）实现空间环境探测及环境效应检测的同时性。只有这样，才能更加准确地分析空间环境效应与空间环境之间的关系，为长期的性能演化分析提供可靠支持。3）重视空间辐射效应的原位测试。在空间辐射环境作用后，很多航天器材料或器件的性能存在明显的回复效应。因此，实现在轨性能原位测试就显得非常有必要。
2.7空间辐射环境及效应数值模拟经过多年的努力，世界各国开发了一系列空间辐射环境及效应的数值仿真软件，但仍待进一步完善和提高。未来，空间辐射环境及效应数值模拟将向以下方向发展：1）涵盖的空间辐射环境要素和空间辐射效应要素全。未来的数值模拟平台应该能够涵盖所有的空间辐射环境和环境模型，并能够实现所有的空间辐射效应数值模拟分析。在同一数值仿真平台中，既包含所有的空间辐射环境要素，如地球辐射带、太阳宇宙射线、银河宇宙射线、X射线、中子、太阳电磁辐射等，又能实现所有的辐射效应，如不同类型的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应、太阳电磁辐射效应等。2）具有较高的模块化、可视化和便捷的可编辑功能。未来的空间辐射环境与效应数值模拟平台中，空间辐射环境、空间辐射效应、航天器三维结构、输入输出应该做到模块化，而且能够实现互相调用；其数值模拟结果能够实时可视化输出；关键环境参数或航天器结构参数能够比较方便地编辑。
2.8抗辐射加固技术世界各航天大国均非常重视航天器抗辐射加固设计工作，主要表现在以下几个方面：1）将抗辐射加固纳入到航天器研制的全流程中。从材料的设计与制备、选用与验证，航天器结构设计与布局、在轨故障分析与处理等各个环节，都要充分考虑抗辐射加固的重要性。2）加强新材料、新器件的抗辐射加固工作。新型高性能、高集成度电子元器件或材料往往具有较高的辐射敏感度，容易发生单粒子效应等，需要加强其抗辐射加固工作。3）加强位移损伤效应、内带电效应的抗辐射加固研究。相较于单粒子效应和总剂量效应等，位移损伤和内带电效应逐渐成为航天器在轨辐射损伤的重要效应，因此亟需加强此二种效应的抗辐射加固研究。4）开展人工辐射环境的抗辐射加固技术研究。包括航天器敏感材料或器件对空间核爆炸、激光等的抗辐射加固技术研究。5）加强抗辐射加固的效果验证与量化评估技术研究。有些材料或器件的抗辐射加固可以进行试验验证，而有些无法开展具体的试验评价工作，需要进一步探讨其效果验证与量化评估方法。
3结束语
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