日本海海域大氣波導(dǎo)特征分析

周同輝

[摘 要]大氣波導(dǎo)是一種異常大氣折射結(jié)構(gòu)， 當大氣中出現(xiàn)陷獲折射時，電磁波彎向地面的曲率會超過地球表面的曲率，電磁波會被限制在一定厚度的大氣層內(nèi)經(jīng)該大氣層大氣上下邊界來回反射向前傳播。

[關(guān)鍵詞]日本海 大氣波導(dǎo) 大氣折射率

中圖分類號：TM713 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）21-0099-01

背景意義

第二次世界大戰(zhàn)以來，雷達在導(dǎo)航、偵查、預(yù)警、通信等方面得到廣泛應(yīng)用。人們在利用雷達探測時經(jīng)常出現(xiàn)一些電磁波的異常傳播現(xiàn)象，最為顯著的就是大氣波導(dǎo)。大氣波導(dǎo)是一種異常大氣折射結(jié)構(gòu)， 當大氣中出現(xiàn)陷獲折射時，電磁波彎向地面的曲率會超過地球表面的曲率，電磁波會被限制在一定厚度的大氣層內(nèi)經(jīng)該大氣層大氣上下邊界來回反射向前傳播。大氣波導(dǎo)可以捕獲30MHZ以上的無線電波，它的出現(xiàn)能夠改變電磁波傳播路徑及空間能量分布， 從而影響雷達等無線電系統(tǒng)的探測性能， 如實現(xiàn)雷達的超視距探測， 形成雷達電磁盲區(qū)及造成雷達的測高、測距誤差等。

日本海地理環(huán)境

日本海是西北太平洋的邊緣海，基本上以日本群島與太平洋隔開。整個海域呈橢圓形，主軸從西南走向東北。屬于溫帶海洋性季風氣候，12月到次年三月刮西北季風，寒冷干燥的大陸氣團經(jīng)過較暖的海面。最冷月1月平均氣溫北部-19℃，南部為5℃，表層水溫為-2～13℃。6月以后盛行偏南季風，暖濕氣流使氣溫升高，形成充沛降水和霧，夏季熱帶季風從北太平洋吹向亞洲大陸，經(jīng)日本海北部的寒流時，引起海上濃霧；夏秋季節(jié)有臺風。8月平均氣溫北部為16℃，南部達24℃。表層水溫18～27℃。日本海海流由沿東岸北流的對馬暖流和沿西岸南流的利曼寒流組成，形成反時針型的環(huán)流系統(tǒng)。海流增大了海區(qū)表層水溫的南、北間和東、西間的差異。

波導(dǎo)特征分析

（見圖1、圖2）

日本海波導(dǎo)高度月變化線

韓國北部海區(qū)點隨季節(jié)變化規(guī)律是：冬季波導(dǎo)概率很低，基本不發(fā)生波導(dǎo)現(xiàn)象，到4月份波導(dǎo)概率開始升高，到6月達到最高，為50%；7月突然降低，到10%，8月概率升高到41%，此后一直下降。本州島北部點隨季節(jié)變化規(guī)律是：在冬秋季節(jié)概率低，夏季最高；冬季基本不存在波導(dǎo)現(xiàn)象，到4月概率開始升高，5月概率達到最高，此后概率降低，到7月降到5%，8月升到12%，此后一直降低；本州島北部點全年的波導(dǎo)發(fā)生概率基本在10%一下，概率較低。北海道西部點隨季節(jié)變化規(guī)律是：在冬季概率很低波導(dǎo)現(xiàn)象基本不發(fā)生，4月開始升高，到5月到達第一個高點，之后開始下降，到8月到達最高點30%，此后一直降低。

北海道西部點全年波導(dǎo)高度在500米以下，出現(xiàn)的波導(dǎo)類型基本為表面波導(dǎo)，其余兩點在9、10月份波導(dǎo)高度在500米以上，波導(dǎo)類型為抬升波導(dǎo)，其余月份基本為表面波導(dǎo)。

冬季日本海域多為大陸冷高壓所控制，大氣表層溫度較低，到了3月溫度開始回升，大氣波導(dǎo)現(xiàn)象開始增多；4、5月份大陸冷高壓減弱，該區(qū)域處于季風轉(zhuǎn)換期，偏南風開始增多，低層水汽增多，氣溫升高，波導(dǎo)現(xiàn)象進一步增加；6月副熱帶高壓脊線北進，范圍擴大，高壓強度增加，該區(qū)域偏南風增多，水汽進一步增多，大氣底層濕度隨高度升高下降不明顯，所以在日本海北部和東部海區(qū)出現(xiàn)的概率沒有八月高，但仍然較高，南部常年溫度高于北部，特別在6月，形成逆溫與逆濕明顯，導(dǎo)致月波導(dǎo)概率最高；7月副熱帶高壓脊線再次北移，7月底到8月初，脊線跨越30°N，到達最北的位置，勢力最強，準靜止鋒 在30°～40°N之間，日本海域水汽達到最大，對流增強，降雨增多，此時雖然底層水汽條件滿足，但七月受其準靜止鋒影響大氣波導(dǎo)出現(xiàn)的概率降低。8月北太平洋的副熱帶高壓占主導(dǎo)位置，影響日本海域，氣溫達到最高，水汽充足，大氣能很好的分層，所以在8月份大氣波導(dǎo)出現(xiàn)的概率最高。從9月起，副熱帶高壓脊線迅速回移并減弱，9月上旬，脊線第一次回到25°N附近，日本海域受副熱帶高壓西部或入海小高壓控制，9月大氣底層水汽充足，同時由于其上層為西風帶所控制，空氣較干，加上逆溫 長期存在，形成了有利于波導(dǎo)出現(xiàn)的大氣層結(jié)，因此這一時期波導(dǎo)出現(xiàn)概率仍然較高；1月以后冷高壓進一步增強，日本海域氣溫和水汽降低，波導(dǎo)出現(xiàn)概率降低，到了冬季大氣波導(dǎo)出現(xiàn)的概率降到最低。

小結(jié)：

（1） 日本海海區(qū)冬秋季節(jié)波導(dǎo)概率都很低，到春季開始升高，在日本海南部海區(qū)6月波導(dǎo)概率達到最高，為50%，北部海區(qū)8月波導(dǎo)概率達到最高，為40%，中部海區(qū)全年發(fā)生波導(dǎo)的概率都較低，在12%以下。

（2） 日本海波導(dǎo)變化受副熱帶高壓影響大，隨副高的北進波導(dǎo)概率升高，南移波導(dǎo)概率降低。

（3） 對于波導(dǎo)類型，在整個日本海海區(qū)，出現(xiàn)波導(dǎo)類型基本為表面波導(dǎo)，只有在9、10月才出現(xiàn)抬升波導(dǎo)。