基于探空数据分析低云对大气折射率结构常数的影响

本文基于实测的热力湍流探空数据,使用WR95方法识别低云的垂直结构,对比分析了低云与晴空天气下大气折射率结构参数C_n~2、气象条件和大气稳定度的平均统计结果.结果表明,低层薄云对C_n~2起伏变化的影响微乎甚微,仅仅表现出轻微增大的趋势,云底C_n~2相对于晴空天气平均增大1.6倍,云顶之上最大程度增大2.5倍.低层中厚云在云顶处C_n~2相对于晴空天气增大了3.80—6.61倍,且云顶区域C_n~2增大的幅度大于云底区域.云底区域大气湍流特性受到地面热力驱动与低云冷却的联合作用,沉降气流与地面向上气流发生了耦合,增强了风切变,C_n~2在这一高度附近也出现了增强.综合对比晴空和有云天气C_n~2大小可知,云对C_n~2的增强效应大致在10–16量级.一方面,风切变在云顶处或者云顶之上达到最大值;另一方面,因为云顶短波辐射增温和长波辐射冷却的共同作用,云顶之上会形成不同厚度的逆温层,致使云顶处位温变化率急剧增大,Brunt-V...     

大气参数布网遥测系统

 给出了的一种大气参数布网遥测系统,该系统用微机采集温度、湿度、风向风速等参数,并且用无线通讯的方式进行多点布网测量,实现多点同步观测。最后还对实际测量的结果做了初步的分析。     

不同地区大气折射率结构常数分布特性及分析

 大气湍流对光波传播的影响主要是由于大气随机起伏的湍流引起折射率的随机起伏,破坏了光波的相干性。研究传输问题就是研究湍流所造成的折射率随机变化的规律。主要利用HTP-2型温度脉动探空仪对大气折射率结构常数进行了实地探测及计算分析。通过对大量探空实验数据的统计分析,分别得出了合肥地区和北方干旱地区(0～30km)大气折射率结构常数在不同季节的白天和夜间的分布廓线和分布特性,对合肥地区和北方干旱地区的大气湍流结构特性有了比较清晰的认识,为大气光学传输工程的应用和理论计算提供了参考。     

利用风廓线雷达谱宽反演晴空湍流耗散率

 从晴天风廓线雷达的回波信号机制出发,研究了利用风廓线雷达谱宽反演晴空湍流耗散率的方法,即从雷达测量的多普勒速度谱宽中提取出湍流因素引起的谱宽,进而由湍流谱宽和湍流动能耗散率的关系计算出湍流动能耗散率。通过对合肥地区风廓线雷达谱宽资料的分析,得到合肥上空300 m高度上湍流动能耗散率的大小分布在10-4~10^-1 m²/s³之间,与理论相符,说明利用雷达谱宽反演湍流耗散率的方法可行。     

大气折射率结构常数垂直分布特征

通过对我国安徽合肥、河北香河、云南昆明三个站址整层(0-30km)的大气折射率结构常数的观测资料的分析,得到了的垂直分布特征和统计特征;利用现有的高度分布模式进行了计算和分析,并在此基础上给出了自己的拟合公式。     

复杂地形近地面光学湍流

本文分析了合肥一水库边,近地面大气折射率结构常数Cn2的观测结果。表明Cn2的水平分布和时间变化和气象条件有关,是近地面热量平衡变化的结果。由于大面积大热容量水体的存在,使Cn2的变化有复杂多样的特点。文章得到了用气象要素,即气温、云量加上太阳高度分别估算近湖面和近地面Cn2的经验公式。提出了估算复杂地形Cn2的方法。     

对流湍流池光学湍流的空间和时间结构分析

分析了用于自适应光学波前补偿实验的对流湍流池折射离和光强起伏的空间、时间结构,建立了平均速度很小或等于零时的相关函数,讨论了速度起估对相关的扩散作用。数值计算和实测的结果表明：速度起估不仅使时间相关减小,而且使频谱的内尺度减小。     

对流层晴空湍流耗散率的风廓线雷达测量及特征

从Airda16000低平流层风廓线雷达的谱宽出发,扣除非湍流因素引起的谱宽加宽,得到湍流对谱宽的贡献,并计算出湍流耗散率。对对流层湍流耗散率的变化特征进行了分析,得出结论：对流层以下耗散率的量级在10-6~10-2 m2·s-3之间,并且随高度增加而减小。在3 km以下,晴空湍流耗散率具有明显的日变化特征,中午逐渐增大,在夜间和清晨偏小,并且随着高度增加,日变化规律随时间向后延迟;3 km以上则不具有明显的日变化规律。耗散率的季节变化很突出,不同季节耗散率随高度递减的程度有差异,2008年夏季耗散率随高度的递减率为5.67%;冬季耗散率随高度递减率为14.7%;秋季分别为12.5%;而09年春季递减率为11.5%。耗散率的变化可以反映出雷达的探测高度,夏季雷达探测高度可达12 km;冬季雷达探测高度很低,仅为7 km;春秋两季探测高度为8~10 km。     

气象参数估算气溶胶光学厚度方法的实验验证

利用水平能见度和水汽压资料估算气溶胶光学厚度,并和太阳辐射计实测数据对比,用均方根偏差和相对偏差评估估算方法的精度。对气溶胶光学厚度日平均值的分析结果表明:实测值与估算值变化趋势大致相同;估算方法存在系统偏差。提出修正因子对估算方法进行修正,修正后的估算方法精度明显提高。     

合肥地区大气折射率结构常数高度分布模式

利用QHTP-2型温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区(0～25 km)折射率结构常数随高度分布廓线,并以国际广泛应用的Hufnagel-Valley模式为基础拟合得出合肥地区大气折射率结构常数统计模式廓线。研究发现:合肥地区大气湍流随高度分布廓线存在明显的昼夜和季节变化,大气湍流在随高度增加而减小的趋势上叠加了随机起伏,并具有鲜明的跳跃式结构;合肥地区的高空湍流模式廓线较好地符合实测的平均廓线,能反映自由大气中湍流随高度分布的重要特征——指数递减和对流层增强。