南海近岸蒸发波导的观测及其预测模式研究

蒸发波导是海气界面层中一种较为特殊的大气层结。海上蒸发波导的存在改变了电磁波传播路径和范围，使通信、探测、导航等系统出现了一些特殊的传播特征，如雷达出现超视距传播和探测盲区。为了充分利用或避免蒸发波导环境所引起的传播效应，急需开展海上蒸发波导环境及其预测模型研究。.本项目拟结合博贺海洋气象科学实验基地的海洋气象观测平台中的大气边界层特征观测塔，精心设计观测方案，获取1月、4月、7月和10月为代表的四个季节的梯度气象资料，进行蒸发波导季节变化及日变化研究；在观测的基础上，进行蒸发波导机理研究，建立适用于南海近岸蒸发波导预测模式。

本项目利用博贺海洋气象科学实验基地的海洋气象观测平台中的大气边界层特征观测塔，获取了2011年1月、和2010年4月、7月和10月为代表的四个季度的梯度气象观测数据，同时补充2014年南海西部蒸发波导环境观测实验，和历史GPS探空、水文气象数据；基于获得数据进行了蒸发波导环境研究，揭示其形成规律和机制，开展蒸发波导预测模式研究，得到了以下几点结论。 . (1)在近海面，夏季风爆发有利于蒸发波导的爆发，区域分布和日变化特征明显；从北到南蒸发波导强度具有增强的趋势，蒸发波导高度降低。而在冬季南海北部近岸蒸发波导环境变化明显，发生概率为85%以上，平均折射率梯度为-1.7 M-units/m，同时日变化特征明显，中午前后发生概率较高95%以上，平均折射率梯度为-2.0 M-units/m，深夜发生概率较小80%左右，折射率梯度为-1.5 M-units/m。南海北部近岸风向转换是影响整个冬季蒸发波导环境变化的主要原因。. (2)在本课题资助下，对低空大气波导情况也进行了研究。夏季风期间南海较强大气波导的发生概率为30%左右，从北到南逐渐增加，波导层结高度逐渐降低，70%以上发生在1 km高度之内；发生概率和层结高度呈现‘低-高-低’的日变化趋势，夜晚发生波导概率较高，深夜波导层结高度最低，比较稳定；夏季风爆发对南海低空大气波导有重要的影响。在秋季，南海低空大气波导易发为40%，比夏季季风期间要高10%，其波导参数日变化明显，早、晚高发，但高度、强度不同；同时秋季南海大气波导特征参数从北到南具有减小的趋势。南海低空大气波导这种夏、秋参数的改变表明其季节变化明显。在冬季南海偏北部暖锋过境容易引起大气波导，其波导强度变化明显。. (3)在预测模式研究中，项目组人员对NPS蒸发波导模型进行了敏感性分析，取得了一些有用的结论。