文档介绍：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Pa的高度场和温度场的第二模态 20
图4 EOF分解后1000hPa的高度场和温度场的第三模态 21
图5 EOF分解后850hPa的高度场和温度场的第一模态 21
图6 EOF分解后850hPa的高度场和温度场的第二模态 22
图7 EOF分解后850hPa的高度场和温度场的第三模态 22
图8 EOF分解后850hPa的高度场和温度场的第四模态 23
图9 EOF分解后700hPa的高度场和温度场的第一模态 23
图10 EOF分解后700hPa的高度场和温度场的第二模态 24
图11 EOF分解后700hPa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
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。应用雷达进行观测的时候经常会发生电磁波 传播异常的现象，其中一种显著的现象就是：当在某个气层中出现陷获折射现象 时，在大气边界层尤其是在近地层中传播的电磁波，受大气折射的影响，其传播 轨迹弯向地面，部分电磁波被陷获在一定厚度的大气薄层内传播，就像电磁波在 金属波导管中传播一样，这种现象称为电磁波的大气波导传播。形成大气波导传 播的一定厚度的大气层，称为大气波导。大气波导可以使雷达探测到数倍于雷达 正常探测距离，这就是所谓的超视距探测的现象。
当出现超视距探测现象的时候，雷达能够探测到数倍于自己正常视距的电磁 波，这样就有一定几率探测到外围较远距离的敌方的电磁波，敌机等反射回来的 电磁波，出其不意的对其进行打击或者进行积极防御。但是当出现超视距探测现 象的时候，敌方也是可以接收到我方的电磁波，可能导致一些比较重要的机密被 敌方探听到，对我方影响比较大。另外所以在波导顶以上一定空间内由于几乎没 有电磁波辐射穿过而成为电磁盲区，盲区是防御系统的薄弱部位，却是对方隐蔽 接敌、实施突防的最佳路径。抬升波导也会将电磁波捕获在波导内形成波导传播， 从而改变电磁系统的有效覆盖范围，在扩大位于波导内的电磁系统的有效作用距 离的同时，在波导顶形成电磁盲区。此外，也可能增强雷达杂波，减弱雷达作战 性能。抬升波导也会将电磁波捕获在波导内形成波导传播，从而改变电磁系统的 有效覆盖范围，在扩大位于波导内的电磁系统的有效作用距离的同时，在波导顶 形成电磁盲区。此外，也可能增强雷达杂波，减弱雷达作战性能［1］。
根据大气折射指数垂直梯度，可以将大气折射分为六种基本折射类型，如表
一。
如果折射指数N不随高度而变化，则电磁波传播的路径为直线，这种情况称 为无折射；当折射指数N随高度增加而下降，电磁波的传播路径向下弯曲，这种 情况称为正折射，又叫标准折射或正常折射；如果大气的折射情况是的弯曲程度 恰与地球曲率相同，则增加探测和通信距离，这种情况叫临界折射；当折射指数 N随高度的增加而增加时，传播路径向上弯曲，这种情况称为负折射，其结果使 探测和通信距离缩短；如果折射指数N随高度的增加而减小得很快，就产生超折 射现象。此时射线的曲率超过了地球的曲率，射线有一定的高度反射到地面，再 反射上去，如此反复进行，电磁波可以传到很远的地方，这种现象常常发生在海 洋上和沿海地区。
大气波导的分类：在海洋大气环境中通常出现三种类型的大气波导：蒸发波 导、表面波导（也称接地波导）和抬升波导（也称悬空波导），后两种大气波导 也可能出现在陆地大气环境中⑶。
表面波导是下边界与地表相连的大气波导，一般发生在300m高度以下的边 界层大气中，他通常出现的形式有两种，一种是波导层由一个接地陷获层直接构 成的表面波导，另一种是波导层有一个悬空陷获层叠加到一个折射指数梯度较小 的接地基础层之上而形成的表面波导。
抬升波导是下边界悬空的大气波导，一般发生在3000m高度以下的对流层底 层大气中，它通常是由一个悬空陷获层叠加到一个悬空基础层之上而构成。抬升 波导的一个显著特点是波导顶的大气修正折射指数大于地面的大气修正折射指 数，抬升波导的下边界高度一般距地面数十米或数百米，在此高度之上一般出现 一层逆温层结。
蒸发波导是海洋大气环境中经常出现的一种特殊的表面波导，它是由于海 面水汽蒸发使得在海面上很小高度范围内的大气湿度随高度锐减而形成的。蒸发 波导一般发生在海洋大气环境40m高度以下的近海面大气中，他有一个较薄的陷 获层组成。蒸发波导高度随地理纬度、季节、一日内的