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微计算机信息 2006年第2S期22卷 156-158页

作者：林伟察豪史建伟丁飞武汉海军工程大学海洋电磁环境研究所 430033

大气波导是海上经常出现的现象,会导致电波异常传播。本文以无线电气象学为基础,阐述了海上大气波导两种主要形式蒸发波导和悬空波导,波导形成的大气物理原理,并详细分析了波导特性参数。同时结合目前国内外大气波导研究情况,介绍了波... 详细信息

大气波导是海上经常出现的现象,会导致电波异常传播。本文以无线电气象学为基础,阐述了海上大气波导两种主要形式蒸发波导和悬空波导,波导形成的大气物理原理,并详细分析了波导特性参数。同时结合目前国内外大气波导研究情况,介绍了波导测量预报技术的主要研究成果及未来发展的趋势。

关键词：海上大气波导测量预报

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黄海海雾过程中海上大气波导形成机理的数值研究

黄海海雾过程中海上大气波导形成机理的数值研究

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作者：袁夏玉中国海洋大学

学位级别：硕士

黄海海雾发生时，湿度饱和的雾体上部常为湿度锐减的逆温层，雾顶附近形成很大的湿度与温度梯度，这非常有利于大气波导的发生。在观测中发现，有些情况下海雾发生的同时会伴随着大气波导的出现，然而研究者在研究海上大气波导过程中常... 详细信息

黄海海雾发生时，湿度饱和的雾体上部常为湿度锐减的逆温层，雾顶附近形成很大的湿度与温度梯度，这非常有利于大气波导的发生。在观测中发现，有些情况下海雾发生的同时会伴随着大气波导的出现，然而研究者在研究海上大气波导过程中常常忽视海雾。本文选取了发生于2005年6月1-3日低压影响下的和2009年4月9-11日高压影响下的两次海雾过程，以伴随它们发生的大气波导为研究对象，进行了观测分析与数值模拟研究。首先，利用船舶导航雷达与气象探空观测、卫星云图、沿岸观测站水平能见度等多种观测数据，以及美国环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）的FNL（final analysis data）大气再分析数据，对海雾与大气波导的时空演变、影响它们的天气系统变化等进行了观测分析。然后，运用WRF（Weather Research and Forecasting）模式对海雾过程进行了高分辨率的数值模拟，利用模拟结果研究了海雾过程中大气波导的形成机理，对比分析了两次海雾过程中大气波导过程的异同。观测分析揭示，2005年6月1-3日黄海海域发生了一次大范围大气波导现象，它伴随一次平流冷却海雾过程，大气波导与海雾的水平分布演变几乎一致，而海雾明显受其北部大陆东移低压的影响;2009年4月9-11日黄海海域发生的一次受高压影响的大范围平流海雾同样伴随着大气波导现象。海雾卫星云图观测与沿岸探空数据的检验表明，利用循环3DVAR（three dimensionalvariational）提供高质量初始场的WRF模拟较为成功地再现了两次海雾过程。基于高时空分辨率的数值模拟结果，细致地探讨了大气波导的形成机理。2005年受低压影响的海雾始于黄海中部，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;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;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。而2009年发生的受高压影响的海雾在成雾之前，黄海上空存在逆温层和较强的湿度梯度，存在贴海波导和非贴海表面波导;海雾开始于高压西部形成，并随高压的逐渐东移减弱而向北扩展，虽然雾顶附近逆温增强，但湿度梯度较小，雾顶附近为较弱的悬空波导或没有波导，而无雾区对应较强的非贴海表面波导;更多的干空气下沉到雾区导致黄海海雾开始消散，黄海上空逐渐变为非贴海表面波导。通过对比两次黄海海雾过程中的大气波导发现：05年与09年两次波导事件中的海雾分别受低压与高压天气系统的影响，大气波导与海雾的发生顺序是不同的。但两次海雾都是平流雾，分别形成于近海面低压东部与近地面高压系统的西南部，都是偏南风使暖气团流经冷海面形成逆温，平流海雾随之形成;下沉作用是两次波导形成的关键性因素，高空槽后下沉与高压附近的下沉运动，使雾顶附近形成较大的湿度梯度与较强逆温层;海雾自身对大气波导的作用是相同的，海雾内的机械湍流与雾顶长波辐射使雾顶的湿度与温度梯度发生改变，进而影响波导的类型与高度;在两次波导事件中，短波辐射与长波辐射能够影响逆温层的位置与强度，从而影响海雾的发展，导致波导的位置、类型与强度发生变化。

关键词：黄海海上大气波导形成机理平流海雾 WRF模式观测分析数值研究

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