ERA-I数据在南海大气折射率环境中的应用评估

海上大气折射率环境是影响电磁波传播、目标探测准确性的关键因素之一.文中利用南海的GPS探空数据评估了ERA-I（ERA-Interim）再分析数据计算的大气折射率,结果表明:3 000 m以下修正大气折射率整体标准差为9.2 M单位,相对误差为1.4%;在分布上修正大气折射率误差在低层偏小,并且会发生小幅震荡,边界层顶以上偏大,这与大气层内水汽分布密切相关,相关系数为0.94.此外两种数据识别的波导参数中,波导高度拟合斜率接近1,最准确;波导厚度和强度斜率不到0.5,波导厚度偏厚,而强度偏小.说明ERA-I再分析数据是较为可靠的数据源,可用来研究海上大气折射环境特性.     

冬季南海北部近岸蒸发波导环境分析

利用南海近岸冬季1月份铁塔气象梯度数据和海面皮层温度数据,对我国南海近岸蒸发波导环境及其影响参数进行了分析.结果表明：整个冬季南海北部近岸蒸发波导环境是变化的,不低于10 m蒸发波导平均发生概率为85%以上,平均折射率梯度为-1.7 M units/m,同时日变化特征明显,中午前后发生概率较高为95%以上,平均折射率梯度为-2.0 M units/m,深夜发生概率较小80%左右,折射率梯度为-1.5 M units/m.南海北部近岸风向转换是影响整个冬季蒸发波导环境变化的主要原因.该分析为定量诊断和预报我国南海近岸蒸发波导环境提供依据.     

季风期间南海低空大气波导统计分析

根据1998年南海季风试验期间南海部分探空站、‘科学1号’和‘实验3号’观测的每天4次的高分辨率探空资料,引入截止波长判断式,统计分析了南海季风期间较强大气波导发生规律及时空分布特征。结果表明:季风期间南海较强大气波导的发生概率为30%左右,从北到南逐渐增加,波导层结高度逐渐降低,70%以上发生在1km高度之内;大气波导发生概率和层结高度呈现‘低-高-低’的日变化趋势,夜晚发生波导概率较高,深夜波导层结高度最低,比较稳定。     

南海海区低空大气波导气候学分析

基于2014—2016年发布的全球电信系统（global telecommunication system，GTS）数据，对南海海域附近8个探空站数据进行了统计分析，获得了南海海区低空大气波导参数统计特征以及概率分布特征结果.结果表明:年度统计来看，南海海区表面波导发生概率在20%左右，大部分表面波导高度位于100 m以下，强度小于10 M，悬空波导发生概率在50%左右，悬空波导顶高、层底高、底高参数一般位于1 000~2 500 m，强度位于4 M~15 M，空间分布基本呈现中部高、南北低（与热带辐合带相关）的特点；月份统计来看，南海北部以及中部具有明显的月份变化（与南海季风密切相关），而南海南部（靠近赤道）月份变化则不明显.统计分析结果可为南海海区雷达、通信系统的运行保障提供参考.     

中国近海大气波导的时空特征分析

利用2006～2007年高时空分辨率的NCEP-FNL大气再分析数据与气象观测数据,详细统计分析了中国近海大气波导的时空分布,给出了大气波导出现概率与其高度、厚度和强度等特征量的统计特征,并初步探讨了其成因.统计结果揭示:中国近海大气波导出现概率及波导类型的变化与东亚季风活动紧密关联,季风是其气候学成因;夏季时渤海、黄海、东海沿岸海域大气波导明显增多;台湾海峡与台湾东南毗邻海域常年是波导发生最频繁的海区.研究表明:借助中尺度大气数值模拟可以更细致地研究与预测中国近海大气波导的时空分布特征.     

海上大气波导的统计分析

利用1982～1999年的海洋观测资料,运用相似理论对东经100～140°,北纬0～40°海域的蒸发波导出现概率、高度和强度进行了统计分析,并利用1986～1999年的船舶探空资料,对上述海域及全球海上低空大气波导进行了统计分析,结果表明,海上蒸发波导出现概率高达85%以上,高度一般在15m左右,而海上低空大气波导出现概率一般不低于15%,有时可达40%,厚度一般在60～150m.其中,利用船舶探空资料分析海上低空大气波导在国内还属首次.     

南海海域海表面温度对低空大气波导数值模拟的影响研究

为了研究海表面温度(sea surface temperature,SST)对低空大气波导数值模拟的影响,针对南海海域基于天气研究与预报(weather research and forecasting,WRF)模式开展了不同SST对低空大气波导数值模拟的影响研究.结果表明:精确的SST对低空大气波导数值模拟影响最大,...     

国产GPS探空系统探测能力分析

随着我国科技的进步,我国的GPS探空系统研制工作也取得了前所未有的发展.我国研制的GPS探空系统,测风原理是卫星导航测风,并不再应用气压传感器,而是利用GPS高度反算气压.和传统的雷达探空方式相比,我国的GPS探空系统具有准确性更高、执行力更强的优势,并且我国的GPS探空系统在电气性能、稳定性和可靠性方面均达到了CIMO的探空要求标准.本文对我国的国产GPS探空系统的探测能力进行了科学分析,希望对相关人士提供一些参考.     

基于多波长激光探测海洋大气波导机理及实验研究

海洋大气波导是能够影响侦察预警探测装设备和常用民用航型保障设备的重要大气环境因素.本文采用一种基于激光探测遥感探测大气波导的技术,通过分析计算典型海洋大气多波长激光传输特性、光波波段折射率结构常数与激光探测大气波导机理模型.同时通过自主研制的激光雷达在三亚等地进行大量实践大气波导探测,并同步开展探空气球探测低空100 ...     

激光雷达大气波导折射率与消光系数研究

利用激光雷达探测大气波导具有抗电磁干扰能力强、保密性高、机动性强等优点,大气折射率和消光系数是激光传输情况的重要参考指标.文中采用激光后向散射式测量仪对1.064 μm波长激光大气传输的消光系数进行测量,并同步测量温度、湿度和大气压强来测量大气折射率,用实验数据和仿真研究激光雷达传输消光系数与大气折射率之间的相关性,结论表明二者之间存在线性关系相关,可为激光探测技术提供理论和实验参考.     

黄海海域低空大气波导发生概率和特征量统计分析

基于2010―2018年全球电信系统（Global Telecommunication System,GTS）发布的探空站数据,对黄海海域周边8个站的低空大气波导发生概率和参数特征量进行了统计分析.结果显示：黄海海域周边低空大气波导年发生概率为20%～50%,并呈现海域东部站点高于西部的规律;表面波导顶高和强度分别为100 m和10 M单位左右,截止频率不超过1 500 MHz,穿透角大于0.2°;悬空波导顶高、层底高和底高基本位于1 000～2 000 m,强度在10 M单位左右,截止频率不超过300 MHz,穿透角大于0.2°;各站点低空大气波导月份发生概率均在冬季最低,海域东部的光州和京畿道站月份发生概率分布比较相似,海域西北部的丹东、大连和成山头站月份发生概率分布比较一致;整个黄海海域的月份发生概率在冬季最低,不超过20%,春季逐渐提高,夏季达到40%以上,10月份开始降低,下降趋势持续到冬季,月份发生概率变化与该海域气象变化密切相关.统计结果可以为该海域内雷达、通信等无线电系统的设计和运行保障提供参考.     

南海、东海蒸发波导出现规律的对比分析

利用2002年1～3月的铁塔平台气象水文数据以及New蒸发波导模型分析研究了南海及东海海域蒸发波导的出现规律,并利用实测数据对模型结果进行了检验.结果表明:南海海域蒸发波导的出现概率、高度、强度分别为100%、13.4m和30.3M,而东海海域分别为90%、9.1m和16.6M;除以14时为代表的中午时刻,南海海域一天当中蒸发波导基本上都出现在不稳定及近中性层结条件下,而东海海域蒸发波导在稳定、不稳定和近中性层结条件下的出现概率差别不大;相对蒸发波导高度而言,New模型诊断蒸发波导出现概率和强度的效果更好;不稳定及近中性弱不稳定层结条件下,New模型诊断的蒸发波导高度偏低,稳定层结条件下模型结果偏高,近中性弱稳定条件下模型结果与实测最吻合.     

南海海边整层大气相干长度的测量与分析

大气相干长度是描述光波大气传输中湍流效应的重要参量,具有区域变化特性。海边大气相干长度的测量结果很少有报道,利用差分像运动法大气相干长度仪观测了茂名博贺海边的整层大气相干长度,获得了海边大气相干长度的全天数据。数据分析表明,海边整层大气相干长度日变化明显,夜晚起伏无规则,上半夜平均天文视宁度好于下半夜,白天最差;与陆地数据比较得知,海边整层大气相干长度日变化不如陆地上的剧烈,海边日变化成近"V"型,陆地上的为近"U"型;通过分析比较,提出了一些启发性的见解。     

南海海表面温度的季节内变化特征

基于TRMM/TMI卫星遥感海表面温度(SST)数据,采用谐波分析方法和经验正交函数分解(EOF)方法对南海SST的季节内变化规律进行了分析,探讨了其对声速变化规律的影响。结果表明:南海SST季节内空间分布的第一模态呈现南北负正反对称分布;第二模态的空间分布为以越南外海的负值为中心。分析相应的时间系数功率谱可知其显著周期为5、6、8、11、12周。分析表明SST的季节内振荡与纬向风分量、经向风应力有密切关系。探讨潜热通量可发现其显著周期为54～69天,存在显著的季节内变化;冬夏季变化的最大区域分别集中在越南外海和南海北部,且第一模态的时间函数与潜热通量的最大相关系数可达到40%,相关系数的大值区域主要集中在越南上升流区域。南海海表声速较大但随季节变化不明显,与温度同相变化与盐度反相变化。