北极大气波导时空分布研究

郝晓静 李清亮 郭立新 张玉生

(1西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071;2中国电波传播研究所, 电波环境特性及模化技术重点实验室, 山东 青岛 266107)

提要 在北极地区, 有接通北美洲、欧洲北部和亚洲北部国家之间距离最短的直线路线, 所以北极地区的战略位置日益重要。大气波导是重要的电波环境, 利用大气波导可实现超短波、微波频段的超视距探测和通信应用。因此, 研究北极大气波导有重要的意义。本文利用2007年1月—2016年12月十年的气象探空数据, 统计分析了北极16个站点大气波导的时空分布, 给出了大气波导出现概率与其波导层厚度、强度特征量的统计特征, 并从天气和气候学角度初步探讨了其成因。统计结果显示: 1.北极地区大气波导平均出现概率低于50%, 且表面波导出现概率高于悬空波导; 2.表面波导层厚度、强度分别在30 m以下和10 M以下,悬空波导层厚度在40—80 m, 强度小于10 M; 3.北欧海区和格陵兰岛为北极波导高发区, 欧亚大陆的北部边缘为无波导区; 4.表面波导高发区在北欧海区和格陵兰岛, 北大西洋暖流、格陵兰冷高压及极夜期的辐射逆温是表面波导形成的可能原因; 5.悬空波导高发区在北欧海区和白令海峡东北部区域, 且在7—8月份的暖季极昼期间为其高发季, 北欧海区暖季海雾、白令海峡东北部区域暖季受北极锋影响是悬空波导形成的可能原因。

0 引言

大气波导是一种异常大气折射结构, 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电磁通信系统的探测性能,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。……