周辉

摘要：大气波导是边界层大气尤其是海洋边界层大气中经常出现的一种极端超折射的自然现象，它具有超长水平尺度特征和显著的天气背景，其特征量对当地气候，气海温差等要素的变化十分敏感，并且季节变化相当明显。只要确定大气折射参数的垂直结构，就可确定大气波导特征参量。

关键字：黄渤海;大气波导

1 大气波导基本介绍

大气折射主要可分为负折射、标准折射、超折射和陷获折射。当大气中出现陷获折射时，就会出现大气波导现象。大气折射的基本类型及其存在条件，影响大气环境中的电磁波传播特性的主要大气因子是大气折射率。对频率在1～100 GHz 范围内的电磁波，大气折射率n或大气折射指数N（N单位）可表示为大气温度T（单位：K）、大气压力P（单位：hPa）和水汽压e（单位： hPa）的函数，其关系由下式给出 ：

当电磁波传播距离很短时，可近似认为地球表面为平面，但若电磁波传播距离较长时，就必须考虑地球曲率的影响。此时，为了将地球表面处理成平面，通常使用进行了地球曲率订正的大气修正折射率M其表达式如下：;

式中h（单位： m）为地表以上的高度。当大气折射指数垂直梯度（单位：N-1） 时，此时的大气为负折射。当时，此时的大气为无折射。当时，此时的大气为正折射。正折射包括正常折射（也称标准折射）、超折射、陷获折射等。

当大气中出现陷获折射时，电磁波弯向地面的曲率会超过地球表面的曲率，电磁波会被限制在一定厚度的大气层内经该层大气上下边界来回反射向前传播，形成波导传播的大气层成为大气波导。……