大气波导过程数值模拟研究

以NCEP再分析资料为背景场,利用MM5模式对2005年6月2日至4日出现在黄海海域的大气波导进行了数值模拟。通过与韩国济州岛、日本福冈的探空数据和文献描述的雷达以及通信超视距传播现象的对比,分析了波导强度等参数的时空演变过程,结果表明：MM5模式模拟的修正折射率廓线与探空数据有较好的一致性,其模拟的大气波导产生、维持、消亡过程与文献给出的超视距传播现象相对应。     

卫星遥感资料在蒸发波导数值预报中的应用

基于美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料和卫星遥感资料,利用天气预报模式(WRF),并耦合Babin蒸发波导模式,对发生在福建省平潭岛地区的一次蒸发波导过程进行了三维变分同化数值模拟预报对比试验。结果表明:24h之内模式预报结果与平潭岛观测结果变化规律基本一致(相关系数都在0.92以上);卫星遥感资料同化可以使模式初始场优化,有助于改善预报结果,"同时同化海表风和海面温度"情况下,经过偏差订正后的预报效果最好(无偏均方根误差最小为0.680m);单独同化海面风或海面温度资料都会改善预报结果。     

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,...     

大气波导与气象物理量场相关性的模拟分析

利用NCEP再分析数据和探空数据,使用MM5中尺度数值模式模拟分析了发生在中国东南沿海的一次大气波导过程与温度、湿度和位涡等气象物理量场的相关性.数值模拟分析表明:此次悬空波导的发生是西风槽等系统携带的冷空气与北上台风共同作用引起的,同时位涡场极大值区域(极大值一般大于2PVU)与大气波导出现的区域相对应,分析位涡场变化可作为大气波导机理和预报研究的途径之一.     

大气波导对电子系统作战性能的影响

电磁波在大气环境中传播受到各种因素的影响，引起电磁波出现异常传播现象，尤其在陷获折射条件下，形成大气波导传播。大气波导对电子系统武器装备的性能及战术使用带来影响。为在大气波导环境下更好地运用武器装备，在介绍了大气波导的分类基础上，分析了大气波导特征量对电磁波形成波导传播条件的影响，重点论述了大气波导对电子系统武器装备性能及战术使用的影响。     

大气波导对电磁波陷获传播影响的数值模拟和试验验证

海洋环境中经常出现大气波导,它能够陷获电磁波而形成明显的异常传播特征,对雷达等电子系统性能具有重要的影响,本文主要从数值模拟和试验验证的方法,研究大气波导陷获电磁波所产生的异常传播特征,论文首先简要分析了电磁波传播的抛物近似方程数值模型及其步进类型的傅立叶解法,利用这一数值模型对多种大气波导环境下电磁波进行数值模拟,利用模拟的结果分析大气波导对电磁波的陷获作用,并利用1999年5月6日舰船在杭州湾的实验数据对本文相关的结论进行验证.     

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.     

气溶胶与边界层浅云的相互作用对远海高压型悬空波导数值模拟的影响

远海悬空波导陷获层底的位置通常与边界层浅云的云顶有很好的对应,气溶胶与边界层浅云的相互作用及其产生的辐射强迫将改变悬空波导的结构.文中利用天气预报-化学（weather research and forecasting-chemistry,WRF-Chem）模式通过设计不包含完整气溶胶-云-辐射的EXP0试验（相当于WRF模式）和包含完整气溶胶-云-辐射相互作用（即气溶胶直接和间接效应）的EXP1试验,对2016年5月观测到的一次珍贵的远海高压型超强悬空波导过程进行了模拟分析.结果表明:远海高压天气形势下,EXP1试验模拟的由气溶胶活化后形成的云滴数浓度比EXP0试验云滴数浓度预设常值（100个cm-3）偏低;当伴随边界层浅云出现时,EXP1试验模拟的波导顶高和强度较EXP0试验更接近于实测;夜间进行的3次观测位于高压中心附近的无云区,此时气溶胶的直接和间接效应均可忽略,因此两组试验模拟的差异极小.这一结果从侧面说明,在有边界层浅云出现的远海区域,包含完整气溶胶-云-辐射效应的WRF-Chem模式有利于提高悬空波导特征量的模拟效果.     

大气波导对舰载及岸基雷达的影响

大气波导是海洋大气环境的一种常见现象,这种现象使电磁波的传播超出了地球曲率的限制,从而使岸基雷达及舰载雷达受到大量的杂波干扰。针对舰载雷达及架设高度较低的岸基雷达,本文分析了大气波导现象对其探测水面及空中目标的影响,并给出了利用大气波导现象实现雷达超视距探测的基本方法。     

大气波导环境数据库及其应用

介绍了已建成的波导环境特性数据库，包括数据库中基本数据的处理方法、数据库结构和功能等，并对波导环境数据库的应用作了简要说明。     

波导环境下雷达后向散射系数研究

海上大气波导会显著改变雷达电磁波的传播性能,反应到雷达图像上表现为强烈的海杂渡回波信息。为了探究大气波导的影响因素,采用改进的GIT模型仿真方法模拟出波导背景下不同风速对雷达后向散射系数的影响,并且利用谱估计技术计算出掠射角随距离的变化。通过仿真结果分析,风因子对雷达后向散射系数影响显著,仿真结果对进一步利用海杂波反演大气渡导及提高舰载雷达探测性能具有重要指导意义。     

基于特征建模的TDD系统大气波导干扰控制体系研究

大气波导干扰是特定气象条件下发生的时分双工(time-division duplex,TDD)系统内干扰,是TDD移动通信系统大规模组网面临的顽疾。在总结分析大气波导干扰成因和分类等的基础上,对大气波导干扰进行建模和表征,验证了海量干扰源在时域和频域的功率集总特征,并结合大量4G/5G现网实测数据给出了典型条件下内陆波导和海面波导的量化干扰信号传播模型,对于干扰的预测和预防具有重要意义。基于干扰特征,给出了TDD系统预防大气波导干扰的帧结构与组网的4项设计原则,5G现网数据表明干扰控制方案有效,上行干扰下降10 dB以上,相关原则对于6G系统的设计也具有指导意义。     

大气波导对舰载雷达探测距离的影响

大气波导可使舰载雷达的探测距离增大而实现超视距探测，如果能够准确、可靠地预报大气波导条件下雷达发现目标的最大距离，在军事上将具有重要意义。本文论述了形成大气波导的气象条件和雷达条件，给出了受大气环境影响的雷达探测距离的计算公式，提出了在实际应用中对大气波导的测量和雷达探测距离的预测方法。