武汉中层、低热层大气角谱中频雷达观测

武汉中频雷达是利用中层、低热层中电子密度不均匀体的散射来测量大气的水平风场和电子密度剖面。雷达在计算风场的过程中可得到一些该层大气中电子密度不均匀体的寿命和空间尺度等参量值。结合这些参量和大气风场值可计算得到大气的角谱。其计算方法包括全相关分析技术的谱宽法和空间相关法。前者计算的值被认为是大气角谱的上限值。应用这两种方法,利用2001年2月9日武汉中频雷达的观测数据,对武昌上空中层、低热层大气的角谱进行了计算。结果得到大气角谱随高度增加略微增加,如在68km为6°,90km达最大为11°,其平均值为9.2°。利用2001年2月4—10日86km高度上的数据,得到一个7天平均的日变化曲线,发现大气角谱值在本地夜晚最小。     

发散波束在媒质界面上的Goos-H(a)nchen位移与焦移

在全反射中研究了发散波束在两种不同媒质界面上Goos-H(a)nchen位移与焦移.首先,通过建立发散光束全反射简单光线模型来显示焦移的形成.然后,从波动光学出发,利用Fourier光学中的角谱法推导出Gauss发散波束入射下Goos-H(a)nchen位移和焦移的近似关系式.结果表明,由Carniglia 和 Brownstein 针对于均匀波束提出的Goos-H(a)nchen位移和焦移的微分关系式同样也适用于Gauss发散波束入射的情况.最后,通过数值模拟总结出了焦移的一些不同于Goos-H(a)nchen位移的特殊性质.这些特殊性质的发现为改善现有实验和工程精度提供了新路径.     

冷锋期间武汉MST雷达低平流层回波异常现象

武汉MST雷达是中国子午工程建设的两台中高层大气无线电探测雷达之一.该雷达探测频率在VHF频段,雷达回波在低平流层和对流层上部具有角谱特性,可为研究大气动态稳定性提供有效技术手段.本文利用武汉MST雷达2016年4月17日冷锋活动期间及平静天气的角谱实验数据,从雷达回波特性变化、风场空间分布、湍流生成机制以及内重力波影响四个方面分析并解释了MST雷达对流层顶上部区域出现持续异常强回波带的成因.分析结果表明,对流层冷锋的强对流作用诱发内重力波,内重力波向上传播至低平流层后受增强的剪切急流影响发生耗散甚至破碎,激励了长时间跨度的K-H不稳定性,进而导致水平反射层结构发生扰动生成湍流,使得雷达回波结构发生变化.