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针对蒸发波导高度在海洋上水平分布不均匀,进而影响雷达探测距离的问题,采用雷达探测距离评估模式,对蒸发波导高度随距离变化条件下雷达探测距离进行仿真分析,结果表明当雷达天线位于水平非均匀的蒸发波导内,雷达在蒸发波导低的一侧向蒸发波导高的一侧探测时,雷达最大作用距离超过蒸发波导高的一侧向蒸发波导低的一侧探测时雷达的最大作用距离,这与视蒸发波导高度为水平均匀的采用单站蒸发波导数据评估雷达最大探测距离的结论相反。说明在蒸发波导高度水平分布非均匀的海域评估雷达作用距离时,需要获取大于雷达作用距离的蒸发波导数据,采用随距离变化的蒸发波导评估雷达作用距离。 相似文献
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海洋蒸发波导是重要的军事敏感要素,严重影响着海上电磁波的传播。风向、风速是决定蒸发波导强弱的重要因素,为精确模拟蒸发波导条件下的电磁波传播,准确评估预报雷达、通信等电子设备的性能,文中利用抛物线方程模型,结合粗糙度参数和蒸发波导条件下大气修正折射指数廓线模型来求解电磁波波动方程,基于电磁波传播的数值模拟结果,重点研究蒸发波导条件下风速和风向对电磁波传播的影响。并得到如下结论:在同一传播距离处,风速越大,海面粗糙度越大,海面电磁波传播损耗就越大;当电磁波传播方向与风向夹角为0°时,其传播路径损耗远远大于在45°或90°条件下,即顺风条件下电磁波传播损耗大于侧风。 相似文献
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海上蒸发波导模式研究进展及面临的问题 总被引：4，自引：0，他引：4
对流层中电磁波的反常传播可以导致错误的气象雷达测量,海洋上最常出现的反常传播现象是蒸发波导.本文重点介绍了迄今为止有重要影响的3个蒸发波导模式,美国的PJ模式、欧洲的MGB模式和最近发展的Babin模式.所有蒸发波导模式都是以莫宁-奥布霍夫(Monin-Obukhov)相似理论为基础,但是这些模式在相似理论应用上显著不同.通过相同条件下的对比实验表明,Babin模式使用了最近精确的整体相似表达式,并采用了小风速相似理论拓展技术和湿度的盐度订正技术,结果优于PJ模式和MGB模式. 相似文献
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蒸发波导易发生在海洋等水体之上.为了深入研究蒸发波导预测模型的诊断预报技术,本研究依据目前最新的非迭代海-气通量算法,建立了非迭代通量算法蒸发波导预测模型-NEW模型,进而对新模型进行了敏感性试验,且用我国近海试验数据进行了检验.最后将NEW模型与目前使用广泛、效果较好的4种蒸发波导模型(即P-J模型、Babin模型、NPS模型和伪折射率模型)进行了对比分析,得到了不同模型蒸发波导高度随气象海洋要素变化的规律,结果表明非迭代通量算法模型与传统模型对不同海洋气象要素的敏感性响应是一致的.不稳定层结条件下NEW模型对蒸发波导的诊断结果接近于Babin模型和NPS模型,而稳定条件下略高于NPS模型.试验表明NEW模型可以有效地诊断预报蒸发波导.本研究系统阐述了非迭代通量算法模型的建立和适用情况,为蒸发波导预测诊断算法的更新和模型发展提出了新的思路. 相似文献
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一次海雾过程大气波导形成机理的数值研究 总被引：1，自引：0，他引：1
依据船舶导航雷达与沿岸气象探空观测数据得知,2005年6月1～3日黄海海域发生了1次大范围波导现象;进一步结合卫星云图与沿岸测站水平能见度观测,发现此次波导伴随1次明显的平流海雾过程。利用WRF模式对此次海雾与波导过程进行了数值模拟,发现:(1)海雾始于黄海中部,绝大部分海雾的雾顶由于弱逆温、湿度梯度较小而不存在波导;(2)雾区随其北部低压的逐渐东移而向东扩展,呈现西部薄、东部厚的结构,雾体顶部由于存在逆温与湿度锐减而形成了波导,混合均匀的雾体则成为波导基础层,薄雾顶部为非贴海表面波导,而厚雾顶部则为悬空波导;(3)雾区受低压西部冷空气的影响向南消退,波导基础层逐渐变薄乃至消失,雾体之上的逆温与湿度锐减层随之下降,非贴海表面波导被强度较弱的贴海波导所替代。分析结果表明:黄海平流海雾与波导有密切的联系,海雾形成及其发展改变了海洋大气边界层的温度与湿度垂直结构,从而导致了波导的发生与演变,大气波导可认为是海雾的"副产品"。 相似文献
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蒸发波导是海上大气波导中发生概率最高、对海上舰艇和岸基雷达探测系统影响最大的一种波导类型,研究意义重大。本文搭建了一种基于NPS诊断模型的新型蒸发波导数值预报模式,对我国南海海域2014年11月1~5日的5 d海上蒸发波导分别进行了数值模拟。利用数值模拟数据与岸基铁塔实测数据分别绘制蒸发波导高度随时间的变化曲线,并进行误差分析,显示模拟结果与实测结果变化规律基本一致,统计计算这5 d的蒸发波导高度平均误差为1.289 m。这表明了本模式的可行性及其存在的模拟偏差。此外,利用本预报模式对南海海域2011年整年的蒸发波导进行了数值模拟,得到了12个月的蒸发波导时空分布特征,分析总结的规律与其它文献的研究结论基本一致。 相似文献
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蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计算这些气象因素对蒸发波导条件下大气折射率剖面的影响来分析它们对路径损失的作用,其结果与实验数据仍有较大差异。本文在一定的蒸发波导条件下,利用一维分形海面模型产生海面“地形”,将其作为抛物方程电磁波传播模型的边界条件进行计算,得到相应的路径损失,并与传统计算方法进行对比,分析了不同蒸发波导高度、不同频率及不同接收天线高度时的数值模拟情况,可为舰艇通信系统或者雷达系统的设计提供相应的依据。 相似文献
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由海面蒸发波导预报平流海雾的方法 总被引：1，自引：0，他引：1
在实际工作中发现：当雷达探测到海面存在蒸发波导现象时,该区域傍晚或次日出现平流海雾的概率很大,反之,当海面出现平流雾时,海面存在蒸发波导的概率也很大。本文试图阐明二者之间的关系,进而提出一种预报平流海雾的新方法。 相似文献
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Evaporation duct is an abnormal refractive phenomenon in the marine atmosphere boundary layer. It has been generally accepted that the evaporation duct prominently affects the performance of the electronic equipment over the sea because of its wide distribution and frequent occurrence. It has become a research focus of the navies all over the world. At present, the diagnostic models of the evaporation duct are all based on the Monin-Obukhov similarity theory, with only differences in the flux and character scale calculations in the surface layer. These models are applicable to the stationary and uniform open sea areas without considering the alongshore effect.This paper introduces the nonlinear factor av and the gust wind item wg into the Babin model, and thus extends the evaporation duct diagnostic model to the offshore area under extremely low wind speed. In addition, an evaporation duct prediction model is designed and coupled with the fifth generation mesoscale model(MM5).The tower observational data and radar data at the Pingtan island of Fujian Province on May 25–26, 2002 were used to validate the forecast results. The outputs of the prediction model agree with the observations from 0 to 48 h. The relative error of the predicted evaporation duct height is 19.3% and the prediction results are consistent with the radar detection. 相似文献
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Refractivity estimation using multiple elevation angles 总被引：1，自引：0，他引：1
Gerstoft P. Rogers L.T. Hodgkiss W.S. Wagner L.J. 《Oceanic Engineering, IEEE Journal of》2003,28(3):513-525
Estimation of the atmospheric refractivity is important for the prediction of radar performance. Surface or elevated trapping layers formed by the outflow of relatively dry and warm air over a cooler body of water often result in the refractive structure-supporting-convergence-zone-like behavior and multimodal effects. The propagation under such conditions can be very sensitive to even small changes in the vertical and horizontal structure of refractivity. Obtaining in situ measurements of sufficient fidelity to estimate where intensifications in the electromagnetic field will occur is difficult. The authors previously have demonstrated the ability to infer refractivity parameters from grazing-incidence radar sea-clutter data. The radar system was the 2.8-GHz space range radar that overlooks the Atlantic Ocean in the vicinity of Wallops Island, VA. The forward modeling consisted of the mapping of an 11-parameter environmental model via an electromagnetic propagation model into the space of the radar clutter observations. A genetic algorithm was employed to optimize the objective function. Ground truth data were atmospheric soundings obtained by a helicopter flying a saw-tooth pattern. The overall result was that the ability to estimate the propagation within the duct itself was comparable to that of in situ measurements. However, the ability to characterize the region above the duct was quite poor. Modern three-dimensional radars, however, have relatively narrow beams. Using these narrow beams at multiple elevations might resolve the ambiguity leading to the poor characterization in the region above the duct. Using radar data from the SPANDAR radar, it is demonstrated that such an approach is feasible and that more-robust estimates can be obtained by using two elevation angles and/or by constraining the solution to contain realistic refractivity profiles. 相似文献