大气波导特征分析及其对电磁波传播的影响

文中在介绍大气折射的基本类型及其存在条件的基础上 ,阐述了三种类型的大气波导的形成机制 ,总结并分析了大气波导的几个主要特征 ,并用西北太平洋云辐射实验的实测资料和西沙海域的气象资料进行了验证 ,同时试验了蒸发波导高度对大气湿度、气海温差、水平风速变化的敏感性 .在分析大气波导对电磁波传播的影响时 ,推导了可形成波导传播的电磁波最大陷获波长和临界发射仰角 ,提出了电磁波形成波导传播的 4个必要条件 ,并讨论了大气波导对超短波传播、雷达探测、短波通信等方面的影响 .     

Study on Clouds and Marine Atmospheric Boundary Layer

A set of remote sensing instruments of Peking University, which includes mainly a dual-channel(22.235GHz and 35.5GHz) microwave radiometer, a 8mm microwave and a 5mm microwave radiometer, has been developed for the Western North-Pacific Cloud-Radiation Experiment (WENPEX). The instruments were used to observe the cloud and marine atmospheric boundary-layer in the southwest sea area of Japan in winter time from 1989 to 1991.In the weather change process, the characteristics of the marine atmospheric boundary-layer and liquid water content in cloud of this area in winter time are studied from observation data. A one-dimensional mixed layer model is presented for the growth and evolution of a cloud-topped marine boundary-layer. The model is used to study in the WENPEX. The simulation results are in agreement with observation data, especially the integral water in cloud.     

摩擦层中湍流系数

摩擦层中湍流系数,利用风标的分布,可以测定之。1902年,爱克曼创立了摩擦层中风标螺线,利用风标螺线,可以测定摩擦层中的湍流系数。1953年,莱赫特曼考虑了气压场随高度的变化,即热成风的因素,获得了良好的结果。但是,莱赫特曼公式之应用,只限定于恒态吹流,或恒态均匀温压场的条件之下,方能准确使用。这样是在一般情况之下难以满足的。关于摩擦层非恒态问题,1947年赵九章、裘碧克曾经讨论过。本文仅就非恒态湍流系数测定问题予以进一步探讨。并得到了较有广泛意义之公式。而莱赫特曼公式,系属温压场恒态,温压场中温度、压力梯度在均匀情况之下,该公式之特解。爱克曼范式,系属气压场稳定,温度梯度恒态为零时,该公式之特解。这样,该公式的计算,使得湍流系数测定工作精确化和广泛化。 最后,本文作了一些实际资料的计算与分析,和讨论在自然环境中湍流系数的变化。     

近场反射过程中的微波辐射传输特性

地物微波反射率是卫星气象和雷达气象的重要信息,需要进行实验室内模拟自然的实验研究。只有解决近场反射过程中的微波传输问题,才能研究有据,测量准确。本文研究了近场反射过程中微波传输的特性和近场测量转换至远场情况的订正方法,在实验室内测量了标准反射面的反射特性,用实验证明了本文提出的订正方法的有效性。本文得到了理论与实验一致的结果。因此,这种近场订正的方法是实用的。     

微波辐射率仪和地物微波辐射率

根据微波辐射传输的特性,研制了微波辐射率仪,它可以隔离外界的干扰,用以研究不同因子对于地物微波辐射率的作用。微波辐射率仪由微波辐射计、辐射室和样品箱三部分组成。本文介绍了它的测量原理;在实验中对于微波辐射率仪的可靠性、稳定性及其精度进行了检验,结果证明其性能是好的,可在地物微波辐射率测量中使用。在实验中,进行了8.5mm和3.2cm波段地物(水、土壤)微波辐射率的测量,并分析其结果。     

微波遥感在大气边界层预报中的应用

本文利用5mm(54.5 GHz)微波辐射计遥感大气边界层的温度廓线,并利用大气边界层数值模式,预报大气边界层的发展。首先改善5 mm微波辐射计遥感大气温度层结的方法,提高精度;其次建立模拟和预报大气边界层发展的一维数值模式,用微波辐射计观测结果每3小时对模式进行一次初始化,使模式能跟踪和预报实际大气边界层的发展,并用实测资料做了验证。     

STUDY ON RADAR-RADIOMETER SYSTEM AND ITS RAINFALL OBSERVATION

In order to improve the accuracy of the rainfall measurement, a radar-radiometer system has been devel-oped. It could be used to measure the distribution of the rainfall intensity aLld the variation of area rainfall.In field experiment, the accuracy of the rainfall measurement was imporved. In this paper, the error of rainfallmeasurement by radar will be evaluated and the methods to improve the accuracy of the rainfall measurementwill be discussed.     

用TRMM卫星微波成像仪资料遥感地面洪涝的研究

文中阐述了用热带降雨测量卫星 (TRMM )微波成像仪 (TMI)监测地面洪涝灾害的能力 ,并利用动态聚类、土壤湿度指数、极化亮温差指数、极化亮温比指数等 4种基于TMI亮温资料的方法遥感了 1998年夏季中国江淮流域的洪涝灾害。通过与机载雷达图像、星载雷达图像以及基于地面日降雨量资料的Z 指数方法确定的地面洪涝情况的对比 ,结果表明用TMI亮温资料监测地面洪涝灾害是可行的 ,遥感结果也是比较满意的     

1998年淮河试验加密观测期间大气可降水的估算及其特征分析

利用GMS-5卫星红外分裂宙通道和水汽通道资料反演晴空大气的可降水分布，同时利用探空站资料和地面站资料估算云天大气的可降水分布。将这两种方法进行融合，得到淮河流域能量与水分循环试验期间全天候的大气可降水分布。结果表明，这种新的融合技术可应用于确定大尺度或全球尺度的大气可降水分布图像。揭示了江淮流域1998年梅雨盛行期大气中的水汽主要来源于西南方向。充足的大气可降水是产生地面降水的必要条件，在某些动力条件的影响下，空中的大气可降水将部分地被转化为地面降水。给出了几种主要的降水类型，分析了相应的大气可降水条件及其特征，并剖析了产生降水的大气动力条件。结果显示，地面降水中心通常并非出现在大气可降水的高值中心区域而是产生在其下风方向的某一区域。