基于雷达海杂波的区域性非均匀蒸发波导反演方法

由于不同海域上空气象条件的不同, 海上蒸发波导在大尺度海面上空发生时通常是区域性非均匀的, 这一特性使得该环境中的电波传播特性相对于水平均匀的蒸发波导环境情况而明显不同, 因此, 进行区域性非均匀的蒸发波导探测反演对正确预测电波传播特性及提高雷达系统的工作性能具有重要的意义. 考虑到实际应用中蒸发波导信息获取手段的多样性, 将中尺度数值气象模式MM5预报的区域性蒸发波导修正折射率剖面作为先验信息, 提出了一种含该先验信息的区域性非均匀蒸发波导的雷达海杂波后验概率估计模型. 该模型使用主分量分析法对蒸发波导的水平非均匀性进行参数化建模, 然后通过贝叶斯理论将修正折射率剖面参数的先验概率分布、后验概率分布和似然函数联系起来, 利用雷达海杂波实现蒸发波导剖面参数的最大后验概率估计反演. 通过我国东海海域的实际区域性非均匀蒸发波导反演测试, 表明该模型能够以更高的精度实现区域性非均匀蒸发波导的反演.     

系留飞艇充气量与地面空气温压关系

本文利用气象学上一些允许假定，运用大气压高公式，推导出飞艇充气量与当对地面点空气温压关系。     

与大气波导结构相关的天气形势实例分析

分析了两次与大气波导结构出现相关的天气形势,通过分析发现波导结构发生都是在北部冷空气势力加强南压,副高势力减弱东撤的天气形势大背景下进行的.随着天气形势发展,影响本站天气系统开始交替过渡,当本站上空出现加强的高压区,伴随着发展的冷舌,大气波导结构开始出现、发展,当高压和冷舌越来越强时,波导结构也越来越强.站所在的某一高度处冷舌越强,它附近的波导顶高越靠近本层高度.     

对流层散射传输损耗与大气折射率结构常数相关性研究

基于大气湍流非相干散射理论,采用泰勒方法对湍流谱函数进行近似,推导获得了对流层散射传输损耗与大气折射率结构常数的关系,即L-C模型;开展了对流层散射传播试验,基于WRF（Weather Research and Forecasting）数值模式对试验期间大气折射率结构常数进行预报;基于预报的大气折射率结构常数数据应用L-C模型预测对流层散射传输损耗,并与试验测试损耗值进行对比研究.结果表明,应用L-C模型预测的损耗值与实测值变化趋势吻合较好,均方根误差不超过6dB,并且传输损耗与大气折射率结构常数间的相关系数均大于0.7,表明了对流层散射传输损耗与大气折射率结构常数之间较强的相关性.这种对流层散射与大气折射率结构常数之间的相关性对于对流层散射传输的机理和建模研究都有重要意义.     

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.     

武汉大气波导出现特征及其对调频广播的影响

大气波导会严重影响广播系统的播出质量和服务可靠性,然而目前对内陆大气波导出现情况的研究关注度不够,国内也未见其对广播系统影响研究的公开报导.本文选择武汉地区代表亚热带季风气候区,研究其大气波导环境特性及对广播频率的影响.基于无线电气象原理,给出了武汉地区2017—2019年波导环境特征的研究结果,包括波导的出现概率、结构特征和影响的无线广播频率等.结果表明这三年武汉地区大气波导出现概率可达到28%,对FM频段的广播频率影响概率达到13%以上.基于抛物型方程方法,对标准大气和典型波导事件大气条件下的武汉-信阳路径上92.7 MHz电波传播特性进行了数值模拟,得到了武汉发射站到信阳的功率分布,在距武汉85 km的位置和在距武汉172 km的信阳,近地表 0~100 m信号功率可以提高6.12 dBm以上.本文研究说明内陆大气波导对无线广播系统可产生严重影响,为有关研究提供了可信的参考依据.     

双通道微波辐射计反演大气剖面的改进算法

利用地基双通道微波辐射计(23.8和31.65GHz)所测量的大气辐射亮温以及地面的大气温度,湿度和压强测量值,给出了一种反演大气温度和水汽密度剖面的非线性回归算法,并利用郑州地区的历史探空资料进行仿真验证,结果表明非线性回归算法较线性回归算法具有更好的大气剖面反演精度.     

中国近海局部海域低空大气波导的天气学特征分析

利用大气模式MM5模拟结果统计分析了中国近海低空大气波导的季节分布特征;根据模拟结果与观测数据选取局部海域为研究对象,采用经验正交函数(EOF)分解方法,详细研究了该海域低空大气波导形成的天气学特征.研究发现,当位于冷高压偏南侧、或热带低压的西北侧、或南部高压与北部低压之间时,依次对应着有利于产生低空大气波导的三种主要天气形势;第一种形势(约占41%)下的波导高度较高(约1300～1600m),第二种形势(约占7%)下的波导强度较大(约17M),它们的共同点是辐散下沉形成稳定逆温层且大气低层较强的水汽平流造成较大的水汽垂直梯度;第三种形势(约占4%)下,平流过程是形成大气波导的主要原因.本文研究同时表明,分析某一局部海域大气波导天气学特征时,EOF分解方法是一种极为有效的途径.     

蒸发波导A模型在我国海区的适应性研究

蒸发波导是海洋大气中一种常见的自然现象,受其影响,电磁波的传播轨迹会显著改变.利用近几年采集的我国海区的实测修正折射率剖面和气象水文数据,得出了A模型在我国海区的适用性结论.所得结果对波导模型的修正和蒸发波导条件下雷达最大探测距离的预测具有一定的指导意义.