海上大气波导的统计分析
2008年“威马逊”台风期间海上大气波导时空特征
2008年“威马逊”台风期间海上大气波导时空特征成印河;周生启;薛宇峰【摘要】结合MM5数值模拟结果、天气图和卫星云图,系统分析了2008年“威马逊”台风引起的大气波导特征.本次台风过程中发生的大都为悬空大气波导,位于台风涡旋之外的西北部,台风越近波导高度、强度、厚度越大；同时数值模拟表明陆地地形对海上本次大气波导形成具有一定影响.利用大气波导这一特殊大气层结可以很好的评估和预测电磁波传播和海上探测通信系统.%Based on numerical simulation results with MM5 model, synoptic charts and satellite imagery, the ducts produced by the outer air circumfluence of the "Rammasun" Typhoon in 2008 were analyzed systematically and showed the duct characteristics. The atmospheric ducts caused by the typhoon were elevated ducts and existed on the northwest of the typhoon vortex outer. The duct parameters such as duct-height, duct-strength and duct-thickness became larger as the typhoon was approaching much nearer. Moreover the numerical simulation indicated that the land topography in the sea had some influence on the atmospheric duct occurrence over the sea. By using the atmospheric duct, the effects of the atmospheric ducts on propagation of radio waves and functions of surveillance equipments were well estimated.【期刊名称】《广东海洋大学学报》【年(卷),期】2012(032)003【总页数】6页(P64-69)【关键词】台风;大气波导;MM5模式;天气图;红外云图【作者】成印河;周生启;薛宇峰【作者单位】广东海洋大学海洋与气象学院,陆架及深远海气候、资源与环境省级重点实验室,广东湛江524088;中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室,广东广州510301;中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室,广东广州510301;广东海洋大学海洋与气象学院,陆架及深远海气候、资源与环境省级重点实验室,广东湛江524088【正文语种】中文【中图分类】P732.6大气波导是对流层中形成的具有异常大气折射率结构[1]的大气层结。
基于ECMWF再分析数据的大气波导分布规律研究
* 作者简介：王华，主要从事大气波导和电波传播研究。E-mail：dlwhua@
522
Acta Meteorologica Sinica 气象学报 2021，79（3）
摘 要 大气波导对电磁波传播有显著的影响，大气波导特征参量分布研究对于分析电磁波传播乃至雷达、通信等电子设备效 能具有重要意义，利用 ERA-Interim 数据计算大气波导特征参量，并用海洋调查期间的低空探空火箭数据计算的大气波导进行了 验证，在此基础上用 2011—2016 年 ERA-Interim 温度、湿度分层数据统计分析了全球大气波导的发生概率、强度、高度，得出的 结论是：大洋东部、大陆西部的信风带是大气波导的高发区，大洋上大气波导的高发区（发生概率＞50%）主要有 6 个，分别是北 太平洋海区、南太平洋海区、北大西洋海区、南大西洋海区、北印度洋海区、南印度洋澳大利亚西部海区；同时，存在 3 个大气 波导低发区或无大气波导区（热带辐合带区、北半球中高纬度区、南半球中高纬度区）。这些大气波导高发和低发区的位置、范 围、发生概率具有季节变化，北半球 MAM 季（3—5 月）发生概率最高，出现的范围最大，SON 季（9—11 月）概率最低，出现的范 围最小，DJF（12、1、2 月）、JJA（6—8 月）季节介于两者之间；南半球 SON 季发生概率最高，出现的范围最大，MAM 季概率最低， 出现的范围最小。北半球大气波导强度总体上强于南半球大气波导强度，北半球 MAM 季大气波导较强海域范围最大，强度最 强，其次为 JJA 季，SON 季大气波导较强海域范围最小，强度最弱；南太平洋大气波导强度季节变化不明显，强度与北太平洋比 均 较 弱 ， 南 大 西 洋 SON 季 大 气 波 导 较 强 海 域 范 围 最 大 ， 强 度 最 强 ， DJF 季 大 气 波 导 较 强 海 域 范 围 最 小 ， 强 度 最 弱 ； 北 印 度 洋 MAM 季大气波导强度强，是大洋上波导最强的海域，大气波导较强海域范围大，JJA 季基本没有大气波导。大气波导高度在信 风带靠近大陆西岸海域高度较低，随着向西离岸距离增大高度升高，大气波导高发区的波导高度季节变化特征是：北半球在 SON、 DJF 季 高 度 高 ， 波 导 高 度 高 的 区 域 面 积 大 ， MAM、 JJA 季 高 度 低 ， 波 导 高 度 高 的 区 域 面 积 小 ； 南 半 球 在 MAM、 JJA 季 高 度 高，波导高度高的区域面积大，SON、DJF 季高度低，波导高度高的区域面积小；其他中低纬度近岸海域大气波导高度较低，大陆 包围的内海大气波导高度最低。 关键词 大气波导， ERA-Interim， 波导概率， 波导强度， 波导高度 中图法分类号 P427
寒潮过程和海洋锋面影响南海西北部大气波导演变的个例分析
寒潮过程和海洋锋面影响南海西北部大气波导演变的个例分析石睿;陈举;何云开;隋丹丹;舒业强【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2022(41)5【摘要】文章利用2012年冬季南海西北部的航次探空资料,研究了寒潮过程和海洋锋面对大气波导特征演变的共同影响。
文中观测发现,航次期间的大气波导以悬空波导为主,平均波底高度约738.64m,平均厚度约185.17m,平均强度10.21M单位。
观测前期,天气形势稳定,东北季风较弱,在锋面暖水区一侧的悬空波导较为深厚,且高度较低。
其主要成因是大气边界层顶部925hPa至850hPa高度左右存在深厚的逆温层,且具有显著的日变化特征。
航次中期的寒潮过程导致东北季风大幅增强,使得大气边界层顶部的逆温层被破坏,从而导致悬空波导显著变薄变弱。
而锋面冷水区一侧,低水温抑制湍流发展导致大气修正折射率(M)的负梯度扰动较弱,较难形成稳定且有一定强度的波导层,且无显著日变化。
但当东南暖湿气流覆盖锋面冷水区上空时,容易形成较稳定的表面波导。
【总页数】14页(P29-42)【作者】石睿;陈举;何云开;隋丹丹;舒业强【作者单位】热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所);南方海洋科学与工程广东省实验室(广州);海南西沙海洋环境国家野外科学观测研究站(中国科学院南海海洋研究所);仪器设备公共服务中心(中国科学院南海海洋研究所)【正文语种】中文【中图分类】P732.6【相关文献】1.冷空气过程对黄海东海区域海洋大气边界层结构影响的个例分析2.南海局地海域一次低空大气波导过程分析3.冷空气过程对黄海东海区域海洋大气r边界层结构影响的个例分析4.锋面低槽降水过程的个例分析5.2014年4月22日新疆寒潮天气过程锋面结构\r演变特征分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
季风期间南海低空大气波导统计分析
季风期间南海低空大气波导统计分析成印河;赵振维;张玉生【摘要】Based on the sounding data four times a day observed on related sounding station, R/V ＂Kexue 1＂ and R/V ＂Shiyan 3＂ during the South China Sea Monsoon Experiment （SCSME）, the characteristic parameters of strong atmospheric ducts such as occurrences, duct height etc are analyzed using the cutoff wavelength formula. The results show that the probability of the lower strong atmospheric ducts occurring over the South China Sea （SCS） is about 30% during the Monsoon period and rises gradually from the north to the south of the SCS. However, the atmospheric duct heights are gradually low from north to south and 70 % of occurred duct heights are within lkm height from the mean sea level. The total tendency of the daily variability of the probability of the occurrence and duct height is similar and shows ＂low-high low＂ shape. The probability of the occurrence in the nighttime is a little bit higher than other time and duct height is lower and more stable in the late at night.%根据1998年南海季风试验期间南海部分探空站、‘科学1号’和‘实验3号’观测的每天4次的高分辨率探空资料,引入截止波长判断式,统计分析了南海季风期间较强大气波导发生规律及时空分布特征。
海上低空大气波导的遥感反演及数值模拟研究
海上低空大气波导的遥感反演及数值模拟研究海上低空大气波导的遥感反演及数值模拟研究一、引言海上低空大气波导是指在海上的低空大气中，由海面、大气和海底组成的波导环境。
海上低空大气波导具有较低的传播损耗和波导损耗，因此被广泛应用于海上油田、舰船通信和海底地震监测等领域。
由于海面的变化以及气象因素的影响，海上低空大气波导的传播特性十分复杂且难以准确预测。
因此，通过遥感反演和数值模拟来研究海上低空大气波导的传播特性，并深入分析其机理，对于完善海上通信和监测系统、提高数据传输和地震监测等方面具有重要意义。
二、遥感反演研究遥感是通过对目标进行光、电、声等传感器的观测，不接触目标物体的直接测量手段。
海上低空大气波导的遥感反演主要基于电磁波传播的原理，通过对波导环境中的电磁波传播特性进行观测，推断出大气参数的分布情况。
1. 遥感观测系统海上低空大气波导的遥感观测系统包括雷达系统、卫星遥感系统和无线电系统等。
其中，雷达系统可以通过对电磁波的发射和接收，测量大气参数如风速、湿度和温度等；卫星遥感系统可以通过接收卫星回传的数据，获取海面温度和海洋表面风场等信息；无线电系统则通过信号的传输情况，推断大气参数的分布。
2. 遥感数据分析遥感数据分析是对获取的数据进行处理和分析，从而获得海上低空大气波导的传播特性。
一般包括对数据的预处理、反演算法的选择以及结果的验证等步骤。
常用的反演算法包括基于统计学原理的最小二乘法和基于模型的变分法等。
三、数值模拟研究数值模拟是通过数学方法模拟大气波导的传播过程，并利用计算机进行求解。
在海上低空大气波导的数值模拟研究中，主要包括模型构建、参数设定、边界条件的设定以及数值求解等方面。
1. 模型构建模型构建是数值模拟的基础，需要根据波导环境的特性来确定模型。
海上低空大气波导的模型主要考虑海面、大气和海底的特性，如海面的波浪高度和方向、大气的湿度和温度分布以及海底的地形和介质特性等。
2. 参数设定参数设定是数值模拟的关键，需要将海上低空大气波导的传播特性转化为数学模型中的参数。
近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较
第 3 期 蔺发军等 :近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较
1. 5
无波导出现
理论估算
高度 (m)
强度 (M 单位)
6. 5
19. 7
6. 1
27. 2
1. 1
27. 9
272
电 波 科 学 学 报 第 17 卷
图 3 微波折射率仪实测蒸发波导高度与理论估算的比较
图 4 微波折射率仪实测蒸发波导强度与理论估算的比较
表 1 中只给出了蒸发波导的实测与理论估算两 种方法的平均结果 ,为了能更有效地说明问题 ,对图 2 中的 3 个典型拟合剖面给出了两种方法各自的蒸 发波导参数 (见表 2) 。
蔺发军 刘成国 潘中伟
(中国电波传播研究所 ,河南 新乡 453003)
摘 要 大气波导环境对雷达系统和通信系统有很大的影响 ,而对于高度较低 、出现 频繁的海上蒸发波导来说 ,如何快速 、准确地获得它的波导参数是一个重要的问题 。 用微波折射率仪进行近海面大气波导尤其是贴海蒸发波导的测量在国内属首次 ,通 过现场试验结果与理论估算结果的比较 ,证明这种方法是可行的 。 关键词 微波折射率仪 , 蒸发波导 中图分类号 TN011. 3 文献标识码 A
高度较低 。通过比较可知 ,理论估算的波导高度较 作了近似处理 。
表 1 2001 年春季在海南岛东海岸实测蒸发波导和理论估算结果的比较
微波折射率仪实测 理论估算结果
数据库查询结果
测试次数
71
海上低空大气波导及其应用综述
传 播 效应 的主要 理论 有 几何 光 学理论 、波导模 理论和抛 物型 方程 ，其 中抛 物型 方程 理论应 用
较 多。最后 指 出大气 波导研 究在 工程 方面努 力的方 向 ，即结合 中尺 度数值模 式和 电波传播 模 式发展 三维 可视化 系统 ，准确可 靠地提供 电波环境信 息和预 测预报 ，更好 地 为经济和 国防建
＿
成 印 河 ，等 ：海 上低 空大 气 波 导 及 其 应 用 综 述 ９ ３
发 波 导 、表 面波 导 、悬 空波 导 三种类 型 （ 图 １ ） 。在
，
电波 进 入 部 分 正 常 大气 后 ，正 常 折 射 后 又 会 发 生
垂 直 高度 上存 在 以上 两种 波导 则称 为复 合 波导 。 在 大 气 波 导 环 境 的研 究 中 ，不 同 波 导类 型 ， 描 述 波 导 参 数 略 有 不 同 ，主要 有 波 导 厚 度 、波 导
设服务。 关键词 ： 大气 波导 ；波导类 型； 电磁 环境 ；应 用 系统 中图分 类号： Ｐ ４ ２ １ ． ３ ， Ｐ ７ ３ ２ ． ６ ， Ｔ Ｎ Ｏ ０ １ １ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ ． ４ ９ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ ． ０ ０ ９ ２ ． ０ ８
实现超视距传输 ，传播距离可达上千千米。利用大
气波 导现象 可使 雷达 实 现超 视 距 传播 和探 测 ］ 。为 了合 理 利用 大气 波 导 传 播 ，亟 需 对 大 气 波 导 形 成
不仅对流层 中的沉降物 ，如降雨 、降雪 、雾等 ， 对 电波传播产生衰减 、散射等效应 ，大气本身也 会对 电波传播产生影响 。在一定的气 象条件下 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较
频 繁 的 海上 蒸发 波 导 来说 ， 如何 快 速 、 确 地 获 得 它 的 波 导 参数 是 一 个 重要 的 问题 。 准
用微 波折 射 率仪 进 行 近 海 面 大气 波导 尤 其 是 贴 海 蒸发 波 导 的 测量 在 国 内属 首 次 ， 通
过 现 场试 验 结 果与 理 论 估 算结 果 的 ｝较 ， 明 这种 方 法是 可行 的 。 匕 证
在 ３ ｍ 以下 的贴 海 波 导 ， ０ 岸基 和 舰 载微 波雷 达 系 统 可 以充分 利 用蒸 发 波 导 效 应 实 现 海 上 超 视 距 探 测 ， 达 到先 机制 敌 的 目 的 。 因而 形 成 一 套 快 速 、 效 的 实
在 海南 岛 东 海岸 首 次用 微 波折 射 率 仪 进行 了蒸 发 波
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第 １ ７卷
２０ ０ ２年 ６月
第 ３期
电
波
科
学
学
报
Ｖｏ ． ７ ＮＯ ３ １１ ， ．
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ｅ， ０ ２
ＣＨＩ ＮＥＳ Ｊ Ｅ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＤＩ Ｓ ＥＮＣＥ Ｏ ＣＩ
文章 编 号
１ ０ —３ ８ ２ ０ ） ３０ ６ — ５ ０ ５０ ８ （ ０ ２ ０ —率仪 ，蒸 发 波 导
文献 标 识 码 Ａ
中 图分 类号 Ｔ 儿 ． Ｎ０ ３
Ｔｈｅ ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｓ ｏ ｔ ｏ ｐ ｒ ｃ ｄ ｃ ａ ｅ ｕ ｆ ｃ ｎｄ ｉｓ ａ ｕ ｅ ｎｔ ｆ ａ ｍ ｓ ｈｅ ｉ ｕ ｔｎｅ ｒ ｓ ａ ｓ ｒ ａ ｅ ａ ｔ
ｃ ｍ ｐ ｒ ｓ ｎ ｗｉｈ ｏ ｈｅ ｔ ｄｙ ｒ ｓ ｌｓ ｏ ａ ｉｏ ｔ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅ ｕ ｔ
冷锋推进中的大气波导变化及其对AIS传播影响研究
冷锋推进中的大气波导变化及其对AIS传播影响研究
王望荣;察豪;田斌;李靖;郝赫
【期刊名称】《现代雷达》
【年(卷),期】2024(46)4
【摘要】冷锋推进中会使得海域内的气温、相对湿度、风速等气象要素分布发生
显著改变,导致与气象要素紧密关联的大气波导出现的类型及分布范围随之改变。
文中利用大气再分析数据分析了2018年3月中旬某次冷锋过境中不同阶段大气波导的变化过程,并利用电磁波传播模型研究了冷锋推进过程中大气波导对船舶自动
识别系统(AIS)传播的影响,结果表明:冷锋开始和发展阶段,出现的蒸发波导对AIS
传播影响较弱;冷锋延伸和结束阶段,出现的多类型大气波导对AIS传播影响较强。
因此,为有效监控海域内的船舶状态,应增加对冷锋开始和发展阶段的补充监控措施。
【总页数】6页(P76-81)
【作者】王望荣;察豪;田斌;李靖;郝赫
【作者单位】海军工程大学;解放军92677部队;解放军92261部队
【正文语种】中文
【中图分类】TN959.4;TN011.3
【相关文献】
1.大气波导中电波传播特性的研究
2.大气波导中的电波传播与环境特性研究进展
3.表面缺陷对波导丝中的扭转波传播影响研究
4.垂直大气湍流影响下的微波传播损
耗变化研究5.重力波在中层大气温度波导中的传播模式研究
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黄渤海海域大气波导分布特征分析
黄渤海海域大气波导分布特征分析摘要：大气波导是边界层大气尤其是海洋边界层大气中经常出现的一种极端超折射的自然现象，它具有超长水平尺度特征和显著的天气背景，其特征量对当地气候，气海温差等要素的变化十分敏感，并且季节变化相当明显。
只要确定大气折射参数的垂直结构，就可确定大气波导特征参量。
关键字：黄渤海大气波导大气波导基本介绍大气折射主要可分为负折射、标准折射、超折射和陷获折射。
当大气中出现陷获折射时，就会出现大气波导现象。
大气折射的基本类型及其存在条件，影响大气环境中的电磁波传播特性的主要大气因子是大气折射率。
对频率在1～100 GHz 范围内的电磁波，大气折射率n或大气折射指数N(N单位)可表示为大气温度T(单位:K)、大气压力P(单位:hPa)和水汽压e(单位: hPa)的函数，其关系由下式给出 :（2）抬升波导若气象条件形成的陷获层存在于空中，而且波导底层也是高于地球表面，这种波导成为抬升波导。
高层大气存在大范围的强烈下沉运动，下沉增温减湿而造成的干热气层覆盖在下面相对湿且冷的海洋边界层上，常常在该海域上空形成悬空信风逆温，易于导致抬升波导形成。
在季风海域和海陆风环流盛行海域也会出现抬升波导。
抬升波导从几百米到几千米之间变化。
（3）蒸发波导从折射率方程可以看出，有湿度分布的变化而没有相应的温度变化也能产生陷获的折射梯度。
海洋表面的大气中水汽的含量是饱和的，表面以上几米高度的水汽含量则不是饱和的，因此，海洋表面往上存在水蒸气压力的递减，将使修正折射率M随高度递减，到达一定高度后水蒸气的分布使修正折射率降到最低点，而后修正折射率又随高度的增加而增加，由此原因形成的陷获折射梯度结构称为蒸发波导。
渤海海区渤海是一个深入中国大陆的浅海，其北、西、南三面被包围，仅东面有渤海海峡与黄海沟通相连。
渤海受东亚季风影响明显，存在着明显的东亚季风大气环流的特点，属于温带季风区。
冬季，盛行寒冷而干燥的西北季风，夏季盛行温暖而湿润的东南季风或西南季风。
南海局地海域一次低空大气波导过程分析
南海局地海域一次低空大气波导过程分析
成印河;钟权加;周生启
【期刊名称】《广东海洋大学学报》
【年(卷),期】2012(32)6
【摘要】根据2006年12月7日在长山山脉以东的南海海域加密观测的1天4次高分辨率船载GPS探空数据和NCEP-CFSR格点再分析数据，完整分析了一次低空大气波导生成、维持、消失过程.结果表明：该次冬季低空大气波导过程是由南海偏北部暖锋过境引起的，波导强度达19 M单位，厚度达250 m.暖锋过后，南海风速增大，逆温层变厚，大气波导强度减弱，最后陷获层消失，成为正常大气环境.
【总页数】6页(P81-86)
【作者】成印河;钟权加;周生启
【作者单位】广东海洋大学海洋与气象学院,陆架及深远海气候、资源与环境广东省教育厅重点实验室,广东湛江 524088; 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室,广东广州 510301;广东海洋大学海洋与气象学院,陆架及深远海气候、资源与环境广东省教育厅重点实验室,广东湛江 524088;中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室,广东广州 510301
【正文语种】中文
【中图分类】P732.6
【相关文献】
1.中国近海局部海域低空大气波导的天气学特征分析 [J], 陈莉;高山红;康士峰;张玉生;吴增茂
2.夏季风爆发对南海南北部低空大气波导的影响 [J], 成印河;周生启;王东晓;钟权加
3.黄海海域一次典型大气波导过程分析 [J], 唐海川;王华;黄小毛;李云波
4.日本以南海域一次锋面雾过程分析 [J], 李秀镇;刘飞;曹宗元;钟剑
5.南海海区低空大气波导气候学分析 [J], 王海斌; 张利军; 王红光
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海上大气波导的统计分析
海上大气波导的统计分析
蔺发军;刘成国;成思;杨玉萍
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2005(20)1
【摘要】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.
【总页数】5页(P64-68)
【作者】蔺发军;刘成国;成思;杨玉萍
【作者单位】中国电波传播研究所,河南,新乡,453003;武汉理工大学理学院,湖北,武汉,430070;中国电波传播研究所,河南,新乡,453003;中国电波传播研究所,河南,新乡,453003
【正文语种】中文
【中图分类】TN011.3
【相关文献】
1.利用高分辨率探空资料统计分析大气波导特性 [J], 伍亦亦;洪振杰
2.季风期间南海低空大气波导统计分析 [J], 成印河;赵振维;张玉生
3.中国低空大气波导出现概率和波导特征量的统计分析 [J], 刘成国;潘中伟
4.海上大气波导传播抛物方程模型的算法研究 [J], 孟书生
5.0920号超强台风“卢碧”引起的强海上大气波导成因分析与数值模拟研究 [J], 胡昊;费建芳;丁菊丽;王挺;黄小刚;程小平;袁炳
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利用高分辨率探空资料统计分析大气波导特性
电等通 讯 有很 大 的 影 响 。大 气 波 导 能将 部 分 电磁 波 截 获在 波 导层 之 内形成 波导 传播 ， 而 能将 电磁 波传 从
播 至 电磁 系统 的水 平 视距 之 外 ， 极大 地扩 大 了位 于大 气 波 导 内的有 效传 播距 离 ， 实现 超视 距探 测 和超 视距
２ Ｓｈ ｏ ｏ ｔｅ ａｉ ｎ ｎｏｍ ｔ ｎＳ ｉ ｃ ， ｎｈ ｕＵ ｉｅｓｙ Ｗｅｚ ｏ ２ ０ ５ Ｃ ｉａ ． ｃ ｏｌ ｆ ｈ ｍ ｔ ｓａｄ Ｉｆ ａｉ ｃｅ ｅ Ｗｅ ｚｏ ｎｖｒｉ ， ｎｈ ｕ ３ ５ ３ ， ｈｎ ） Ｍａ ｃ ｒ ｏ ｎ ｔ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｔｈｓ ｐ ｐ ｒ ｄ ａｓ ｗｉｈ ｔｔｓｉ ａ ｎａｙ ｉ ｆ ａ ｍｏ ｐ ｅ ｉ ｕ ｔ ｎ ｉ ａ ｅ ｅ ｌ ｔ ｓａ ｉｔｃ ｌ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｔ ｓ ｈ ｒｃ ｄ ｃ ｓ ｉ ＵＳ ｂｙ ｈ ｇ —ｅ ｏ ｕ ｉｎ ｉｈｒ ｓｌｔ ｏ
２ 温 州 大学 数 学与信 息科 学学院 ， 江 温 州 ３ ５ ３ ） 。 浙 ２０５
摘 要 ： 通过处理分析 ２０ ０ ３～２０ ０ ５年 的美 国 Ｓ Ａ Ｃ数 据 中心的 ８ ＰＲ ７个 台站的高 分辨率探 空 资料 ， 讨论 了低
空 大 气 波 导 在不 同地 区 出 现 概 率 随 季 节 的变 化 情 况 ， 讨 论 了 波 导顶 高 、 度 、 度 等 特 征 量 的 时 空 分 布情 况 。 并 厚 强
现象 称为 大气 波 导 现 象 。形 成 波 导 传播 的大 气 薄层 称 为 大气 波 导 层 ¨ 。大 气 波 导 对 现 有 的 雷 达 、 线 无
系统 的杂波增 强 ， 减弱 雷达 系 统 的探 测 性能 。大 气波
日本海海域大气波导特征分析
日本海海域大气波导特征分析作者：周同辉来源：《中国科技博览》2018年第21期[摘要]大气波导是一种异常大气折射结构，当大气中出现陷获折射时，电磁波弯向地面的曲率会超过地球表面的曲率，电磁波会被限制在一定厚度的大气层内经该大气层大气上下边界来回反射向前传播。
[关键词]日本海大气波导大气折射率中图分类号：TM713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0099-01背景意义第二次世界大战以来，雷达在导航、侦查、预警、通信等方面得到广泛应用。
人们在利用雷达探测时经常出现一些电磁波的异常传播现象，最为显著的就是大气波导。
大气波导是一种异常大气折射结构，当大气中出现陷获折射时，电磁波弯向地面的曲率会超过地球表面的曲率，电磁波会被限制在一定厚度的大气层内经该大气层大气上下边界来回反射向前传播。
大气波导可以捕获30MHZ以上的无线电波，它的出现能够改变电磁波传播路径及空间能量分布，从而影响雷达等无线电系统的探测性能，如实现雷达的超视距探测，形成雷达电磁盲区及造成雷达的测高、测距误差等。
日本海地理环境日本海是西北太平洋的边缘海，基本上以日本群岛与太平洋隔开。
整个海域呈椭圆形，主轴从西南走向东北。
属于温带海洋性季风气候，12月到次年三月刮西北季风，寒冷干燥的大陆气团经过较暖的海面。
最冷月1月平均气温北部-19℃，南部为5℃，表层水温为-2～13℃。
6月以后盛行偏南季风，暖湿气流使气温升高，形成充沛降水和雾，夏季热带季风从北太平洋吹向亚洲大陆，经日本海北部的寒流时，引起海上浓雾；夏秋季节有台风。
8月平均气温北部为16℃，南部达24℃。
表层水温18～27℃。
日本海海流由沿东岸北流的对马暖流和沿西岸南流的利曼寒流组成，形成反时针型的环流系统。
海流增大了海区表层水温的南、北间和东、西间的差异。
波导特征分析（见图1、图2）日本海波导高度月变化线韩国北部海区点随季节变化规律是：冬季波导概率很低，基本不发生波导现象，到4月份波导概率开始升高，到6月达到最高，为50%；7月突然降低，到10%，8月概率升高到41%，此后一直下降。
大气波导的天气形势分析-区域大气与海洋短期实时预报
青岛海域大气波导的天气形势分析摘要本文首先回顾了大气波导的定义、分类、形成机制的相关知识。
以青岛海域为研究区域，利用青岛气象观测站探空资料，确定该海域在2007年的所有大气波导事件。
根据大气波导事件所对应的FNL再分析数据，运用经验正交函数（EOF）分析方法探究大气波导发生的主要天气形势。
通过仔细分析FNL再分析数据1000，850，700hPa高度和温度场的EOF分解结果发现：(1)冬季冷空气的活动导致低层冷平流较高层强出现逆温;春夏季青岛位于高低压之间，偏向低压并且有暖平流；夏季青岛位于高低压之间，靠近高压而且有暖平流易于发生大气波导。
（2）2007年青岛海域发生的大气波导的类型多为抬升波导。
关键词：青岛海域，大气波导，EOF分析，天气形势Analysis of the Weather Situation on Ducts over QingdaoRegionSeaAbstractIn this paper, the knowledge of the definition, classification and formation mechanism of atmospheric duct is firstly reviewed. Sounding observations of Qingdao station is used to determine all duct events occurred in 2007. FNL reanalyis data was analyzed corresponding with the time of the determined duct events,the Empirical Orthogonal Function (EOF) method is used to explore the main weather situation when duct occurred. EOF analysis on the height and temperature fields on 700, 850 and 1000hPa of the data of FNL reanalysis are carefully conducted, the results can be outlined as: (1) the activities of cold air in winter lead to cold advection at low level stronger than that at high level, which results in inversion in atmospheric layer. In spring and summer, Qingdao region sea locates between low and high pressure systems, and it is nearer to the former that causes warm advection in spring and summer. In summer, Qingdao locates between low and high pressure systems, and it is nearer to the latter that causes warm advection in summer. (2) uplift atmospheric duct is the dominant type over Qingdao region sea in 2007.Key words:？1大气波导回顾 (5)1.1雷达与大气波导 (5)1.2大气折射指数类型与大气波导类型 (5)1.3大气波导与天气形势 (6)2 研究内容 (7)2.1研究目的 (7)2.2数据来源 (7)2.3内容安排 (8)3 大气波导个例的确定 (8)3.1大气折射率与大气波导 (8)3.22007年青岛海域大气折射率计算 (9)3.3大气波导个例的时间确定 (9)4 大气波导的天气形势分析 (10)4.1经验正交函数分解方法 (10)4.2FNL再分析数据的EOF分解 (11)4.32007年青岛发生大气波导的主要类型 (15)5 小结和不足 (16)5.1结论 (16)5.2不足 (16)参考文献 (17)致谢 (18)表1大气折射基本类型及其对应的大气折射指数垂直梯度 (19)图目录 (合为图标目录较好！！！)图12007年青岛海域发生大气波导的逐月统计 (19)图2EOF分解后1000H P A的高度场和温度场的第一模态 (20)图3EOF分解后1000H P A的高度场和温度场的第二模态 (20)图4EOF分解后1000H P A的高度场和温度场的第三模态 (21)图5EOF分解后850H P A的高度场和温度场的第一模态 (21)图6EOF分解后850H P A的高度场和温度场的第二模态 (22)图7EOF分解后850H P A的高度场和温度场的第三模态 (22)图8EOF分解后850H P A的高度场和温度场的第四模态 (23)图9EOF分解后700H P A的高度场和温度场的第一模态 (23)图10EOF分解后700H P A的高度场和温度场的第二模态 (24)图11EOF分解后700H P A的高度场和温度场的第三模态 (24)图12大气波导的各种类型个数 (25)1大气波导回顾1.1 雷达与大气波导随着第二次世界大战的结束，雷达的使用已经进入到各种各样的领域，尤其在军事和气象方面应用的比较广泛。
一次受台风影响的大气波导过程分析和数值模拟
一次受台风影响的大气波导过程分析和数值模拟
胡晓华;费建芳;李娟;李婧
【期刊名称】《海洋预报》
【年(卷),期】2007(024)002
【摘要】利用NCEP再分析资料及实况探空资料,对2002年8月31日台风"鹿莎"靠近和进入韩国期间,在我国东部地区大气波导的发生情况,以及相对应物理量场进行分析发现:湿度递减以及辐散下沉运动与大气波导的发生有很好的对应关系.运用中尺度预报模式ARPS对这次大气波导过程进行了两种方案的数值模拟试验,结果表明:对大气波导进行数值模拟时,初始场非常重要.在初始时刻同化了探空资料后的初始场更接近真实大气状况,同化探空资料初始场的模拟结果比没有同化探空资料初始场的模拟结果更接近于实际探空资料.
【总页数】9页(P17-25)
【作者】胡晓华;费建芳;李娟;李婧
【作者单位】解放军理工大学气象学院,南京,211101;解放军理工大学气象学院,南京,211101;总参气象水文中心,北京,100081;总参气象水文中心,北京,100081【正文语种】中文
【中图分类】P731
【相关文献】
1.南海局地海域一次低空大气波导过程分析 [J], 成印河;钟权加;周生启
2.台风外围下沉区大气波导成因的数值模拟 [J], 刘桂艳;高山红;王永明;陈学恩
3.0920号超强台风“卢碧”引起的强海上大气波导成因分析与数值模拟研究 [J], 胡昊;费建芳;丁菊丽;王挺;黄小刚;程小平;袁炳
4.2018年吉林省受台风“安比”影响暴雨过程分析 [J], 张嘉雪;杨慧楠
5.2018年河北省受台风安比影响暴雨过程分析 [J], 刘冰玉; 曾丹丹; 靳甜甜; 沈鹿鸣
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海上大气波导的统计分析
St atisti cal anal ysis of mari ne at mospheri c duct
LI N Fa- un l !LI U Cheng-guo2 !CHENG Si l !YANG Yu-pi ng l
(1 . Chi na Rese arc h I nstit ute o f Radio wave Pro Pagation 9f li n052 "s ohu .co m 9 Xi noi ang ~e nan 9453003 9Chi na 3
2 . Scie nce Sc hool o f Wuhan Uni versit S o f Tec hnol o gS 9Wuhan ~ubei 430070 9Chi na )
Abstract !I n t hi s paper 9t he char act eri sti c par a met er s Of mari ne evapOr ati On duct such as Occurr ences 9duct hei ght 9duct str engt h ar e bri efl y descri bed based On t he si mil arit y t heOr y Of pseudO-r ef r acti vit y . The st ati sti cal r esult s ar e f r O m t he mari ne Obser vati On dat a i n 1982 #1999 9and t he sea ar ea r ange f r O m east l Ongit ude 100 t O 140 degr ee 9nOrt h l atit ude 0 t O 40 degr ee . The st ati sti cal anal ysi s Of t he mari ne l O Wer at mOspheri c duct i s f r O m shi p sOundi ng Obser vati On dat a bet Ween 1986 and 1999 9Over t he sa me sea ar ea as menti Oned . The r esult s shO W t hat t he Occurr ence i s
ais的大气波导反演
ais的大气波导反演
大气波导反演是指利用声学或电磁波的传播特性对大气进行监测和诊断的过程。
其中，自动识别系统（Automatic Identification System，简称AIS）是一种用于实时监测和识别船舶位置和动态信息的系统。
大气波导反演可以利用AIS数据来推断大气的传播特性，进而进行大气的诊断和分析。
具体步骤如下：
1. 收集AIS数据：通过接收AIS数据，获取船舶的位置、航行速度、航向等信息。
2. 分析船舶数据：对接收到的AIS数据进行分析，确定船舶在不同时间和空间位置的信息。
3. 估计大气传播特性：根据船舶位置和动态信息，结合大气波导模型，估计大气的传播参数，如折射指数、衰减系数等。
4. 反演大气信息：通过大气传播特性反演出大气的特性，如大气湍流、对流活动等。
5. 诊断和分析：利用反演得到的大气信息进行诊断和分析，如大气湍流活动对航行安全的影响、航线规划的优化等。
需要注意的是，大气波导反演是一项复杂的任务，需要考虑各种误差和不确定性因素。
因此，对于准确的反演结果，需要进行精确的数据处理和模型建立。
在实际应用中，可以结合其他
大气观测手段（如雷达、气象站等）进行综合分析，提高大气波导反演的准确度和可靠性。
近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较
近海面大气波导探测及与其它研究结果的比较
蔺发军;刘成国;潘中伟
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2002(017)003
【摘要】大气波导环境对雷达系统和通信系统有很大的影响,而对于高度较低、出现频繁的海上蒸发波导来说,如何快速、准确地获得它的波导参数是一个重要的问题.用微波折射率仪进行近海面大气波导尤其是贴海蒸发波导的测量在国内属首次,通过现场试验结果与理论估算结果的比较,证明这种方法是可行的.
【总页数】5页(P269-272,281)
【作者】蔺发军;刘成国;潘中伟
【作者单位】中国电波传播研究所,河南,新乡,453003;中国电波传播研究所,河南,新乡,453003;中国电波传播研究所,河南,新乡,453003
【正文语种】中文
【中图分类】TN011.3
【相关文献】
1.大气波导对舰载雷达探测性能的影响 [J], 施群;孙亚东
2.基于信息融合技术的多传感器大气波导探测研究 [J], 赵辰冰;齐占辉;张锁平
3.一种适于大气波导探测的空降气象仪设计 [J], 庞佑军;汤华;涂大斌
4.海面散射信号的分形特性与海面目标的探测 [J], 黄瑞东;罗贤云
5.基于多波长激光探测海洋大气波导机理及实验研究 [J], 吴荣华;李胜勇;任席闯
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一次典型高压型海雾过程中海上大气波导的数值模拟
一次典型高压型海雾过程中海上大气波导的数值模拟袁夏玉;高山红【期刊名称】《海洋与湖沼》【年(卷),期】2014(045)005【摘要】2009年4月9-12日黄海海域发生了一次受高压系统影响的海雾过程.利用卫星观测与探空数据、WRF模式(Weather Research and Forecasting Model)对此次海雾过程及相伴的大气波导进行了观测分析与数值模拟.海雾与波导发展可分为3个阶段:(1)大气波导先于海雾存在于黄海海面;受高压下沉影响,黄海上空存在逆温层和较强的湿度梯度,表现为较强的贴海表面波导和非贴海表面波导.(2)海雾始于高压西部,并随高压系统逐渐东移减弱,向黄海北部扩展;辐射冷却虽然使雾顶附近逆温增强,但海雾的机械湍流使其顶部湿度梯度减小,雾顶附近对应弱悬空波导或波导消失.(3)高压系统影响使干空气下沉到雾区导致黄海海雾消散;雾顶附近逆温仍存在,同时湿度梯度增大,黄海上空逐渐变为非贴海表面波导.本研究结果表明:高压系统不仅极易为波导的发生提供有利条件,而且有利于海雾的生成,在海雾演变过程中主要是雾顶水汽梯度的变化导致了波导类型及强度的变化.【总页数】11页(P907-917)【作者】袁夏玉;高山红【作者单位】中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室青岛266100;中国海洋大学山东省高校海洋-大气相互作用与气候重点实验室青岛 266100;中国科学院大气物理研究所北京 100029;中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室青岛266100;中国海洋大学山东省高校海洋-大气相互作用与气候重点实验室青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】P732【相关文献】1.一次海雾过程大气波导形成机理的数值研究 [J], 袁夏玉;高山红;王永明;张守宝2.一次大气波导过程的数值模拟 [J], 胡晓华;费建芳;张翔;韩锐3.0920号超强台风“卢碧”引起的强海上大气波导成因分析与数值模拟研究 [J], 胡昊;费建芳;丁菊丽;王挺;黄小刚;程小平;袁炳4.一次高压型海雾中的液态含水量演变特征 [J], 李晓娜;黄健;申双和;刘寿东;吕卫华5.南海西北部一次海上海雾的微物理及化学特性分析 [J], 徐峰;韩利国;吕晶晶;王晶;涂石飞;季倩倩;张羽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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经!!!!!度
100 #105
10000 10005 10010 10015 10020 10025 10030 10035
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2 . Scie nce Sc hool o f Wuhan Uni versit S o f Tec hnol o gS 9Wuhan ~ubei 430070 9Chi na )
Abstract !I n t hi s paper 9t he char act eri sti c par a met er s Of mari ne evapOr ati On duct such as Occurr ences 9duct hei ght 9duct str engt h ar e bri efl y descri bed based On t he si mil arit y t heOr y Of pseudO-r ef r acti vit y . The st ati sti cal r esult s ar e f r O m t he mari ne Obser vati On dat a i n 1982 #1999 9and t he sea ar ea r ange f r O m east l Ongit ude 100 t O 140 degr ee 9nOrt h l atit ude 0 t O 40 degr ee . The st ati sti cal anal ysi s Of t he mari ne l O Wer at mOspheri c duct i s f r O m shi p sOundi ng Obser vati On dat a bet Ween 1986 and 1999 9Over t he sa me sea ar ea as menti Oned . The r esult s shO W t hat t he Occurr ence i s
!!
dN dh
"-157
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km
1
在波导传播中常用平地球下的修正折射率 M 来描
述大气波导 它与折射率 N 的关系如下
!!
M
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+
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> 10 6
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M
2
式中 h 是测量高度 单位为 m a 是等效地球半径
约为6370k m 当修正折射率 M 梯度满足
!!
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3
法在文献 2 中有详细的描述 本文直接应用这种方 法对东经100 #140 北纬 0 #40 的海域 内 1982 # 1999 年18 年的海洋观测资料进行了统计分析 参 照世 界 气 象 组 织 WMO 将 海 域 划 分 为 10 > 10 的 马士顿方的方法 将上述海域划分为四分之一马士
mOr e t han 85 % and t he duct hei ght i s appr Oxi mat el y 15 met er s f Or evapOr ati On duct . The Occurr ence Of mari ne l O Wer at mOspheri c duct i s mOr e t han 15 % i n general 9sO meti mes appr Oach 40 % 9and it s duct t hi ckness i s bet Ween 60 and 150 met er s gener all y . The st ati sti cal r esult s Of mari ne l O Wer at mOspheri c duct usi ng shi p sOundi ng dat a i s pr esent ed f Or t he fi r st ti me i n Chi na . Key words !evapOr ati On duct 9mari ne l O Wer at mOspheri c duct 9shi p sOundi ng 9seasurf ace duct 9el evat ed duct
l !引!言
大气波导是导致雷达探测系统及通信系统不能
正常工作的一种重要环境因素9它可以捕 获30 MHZ 以上的无线电波9使 其 以 很 低 的 衰 减 传 播 到 视 距 范 围 之 外 9对 于 雷 达 系 统 来 说 9大 气 波 导 可 形 成 雷 达 空
! 收稿日期S2003-12-03
第1 期!!!!!!!!!!!!!!!蔺发军等 海上大气波导的统计分析
海上大气波导的统计分析!
蔺发军1 !刘成国2 !成!思1 !杨玉萍1
(1 . 中国电波传播研究所9fj li n052 "sOhu .cO m 9河南 新乡 453003 3 2 . 武汉理工大学理学院9湖北 武汉 430070 )
摘!要!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15 m 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 #150 m # 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# 关 键 词 ! 蒸 发 波 导 !海 上 低 空 大 气 波 导 !船 舶 探 空 !贴 海 波 导 !悬 空 波 导 中图分类号!TN011 .3 !!!! 文献标识码!A
3 .2 !船舶探空资料的统计方法和结果 利用海洋气象数据 应用相似理论估算蒸发波
导 其波导高度 也是波导顶高和波导厚度 一般小 于30 m 对于大于这一高度的海上低空大气波导来 说 上述方法和海洋气象资料已不适用 需要通过其 他探测手段 获得 船舶 探 空 资料 能 探 测到 30k m 以 下的大气剖面 可以作为这一方面的补充 船舶探 空资料获取是通过移动船舶作为高空探测平台 总 目标是获得相距不超过1000k m 范围内各点的探测 报告 观测通常在北京时08 点和20 点进行 这类 观测需在国际计划范围内进行协调 以保证获得的 那些高空资料正是所需海洋部分的资料 另一方 面 由于这类观测都是因时制宜和自愿的 所以观测 资料不是 连 续 的 5 本 文 所 统 计 的 数 据 为 1986 # 1999 年15 年的船舶探空资料 主要是100hpa 海拔 约16000 m 高 度 以 下 的 UUBB 船 舶 探 空 报 文 的 特 性层数据 包括船舶海洋站高层温度 气压和湿度 然后通过 3 式判断是否有海上低空大气波导出现 根据 WMO 编 码 3333 将 地 球 分 为 四 个 象 限 称 为 地球四分区 分别为1 3 5 7 分区 如图4 所示 各 区代表范围如下表所示 5
第20 卷!第1 期
2005 年2 月!!!! !!!!!!!!!CHI
电!波!科!学!学!报
NESE J OURNAL OF RADI O SCI ENCE
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.20
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920 (2005 )01-0064-05
顿方 3 区域划分如表 1 如 11005 区代表东经 110 #115 北纬5 #10 之 间 的 海 域 各 海 区 蒸 发 波 导 的出现概率 波导高度和波导强度 取绝对值之后的
值 下同 的统计结果如图1 #图3 所示
表l !东经l00 !l40 !北纬0 !40 海域的区域划分
纬!!度
00 #05 05 #10 10 #15 15 #20 20 #25 25 #30 30 #35 35 #40
时 出现大气波导 出现波导时的 M 剖面图参见文 献4
本文根据文献 7 将大气波导区分为两类 一类 是空气由于大气环流中如平流 下沉 辐射冷却等过 程引起自身状态变化产生的波导 其中层结较厚 高 度较高者称为低空大气波导 另一类是大面积水体 上由于水汽的蒸发形成的蒸发波导 根据上述对波 导的区分 文章中 对海洋资料处理后出现的波导归 属于第二类即蒸发波导 而对船舶探空资料处理后 出现的波导归属于第一类即低空大气波导 由于本 文主要讨论的是海上大气波导情况 波导的下界面 是广阔的水面 所以在文本中将第一类波导统称为 海上低空大气波导 当海上低空大气波导的波导底 高等于0 m 时称为贴海波导 大于0 m 时称为海上悬 空波导
65
洞 产生盲区 也可使雷达波束产生超视距传播 大 大增加雷达的作用距离 随着现代武器系统的不断 发展 要求雷达系统 预警系统 制导系统 通信系统 在不同大气条件下工作性能都能充分发挥 这就必 须研究这些大气结构的出现规律和它们的预测和探 测方法 尤其是对大气波导的性能进行有效的评估 因而大气波导的传播研究显得更加重要
雷达等无线电系统有很大的影响 因而国内外都很 重视对海上波导的研究 下面通过两种不同的处理 方法分别 对 海 洋 资 料 和 船 舶 探 空 资 料 进 行 统 计 分 析 3 .l 海洋资料的统计方法和结果
对海洋资料的统计方法 主要是基于相似理论
梯度满足条件
估算蒸发波导 2 利用海洋数据计算蒸发波导的方
St atisti cal anal ysis of mari ne at mospheri c duct
LI N Fa- un l !LI U Cheng-guo2 !CHENG Si l !YANG Yu-pi ng l