偏离度法确定济南夏季对流边界层高度研究

利用济南站边界层风廓线雷达(简称WPR)观测资料,对大气折射率结构常数(简称Cn^2)确定对流边界层高度(简称CBLH)的技术难点进行了研究,通过对实测Cn^2数据廓线进行求导变换突出其变量特征,提出了一种确定CBLH的方法,即e指数拟合曲线的偏离度法。结果表明:经案例分析和与实测对比,证实其判断的结果与L探空实测虚位温梯度法、湿度梯度法等的判断结果总体一致,平均值分别与后两者结果相差+10.4m、-21.8m,最小值差-70m、-120m,最大值差+50m、+80m,与后两者的相关系数分别达0.988、0.980。不同方法对比表明,31组样本中有7组的极大值法判断结果与偏离度法、虚位温梯度法存在较大差异,在CBLH判别时偏离度法总体优于极大值法。偏离度法能够将夏季CBLH确定结果的绝对误差降至近似WPR垂直分辨率水平。

三种方法确定济南夏季日最大边界层高度的对比研究

基于济南站边界层风廓线雷达(wind profile radar,WPR)观测的大气折射率结构常数(Cn2),采用偏离度法确定夏季白天边界层高度(HBL),分别与基于L波段雷达探空资料的干绝热曲线法、基于地面气象观测资料的国标法确定的HBL进行对比。结果表明:1)三种方法确定的25 d日最大HBL的平均值分别为2500.0 m、2529.1 m、2469.9 m,总体一致;25 d同日期比较,偏离度法与后两者的标准偏差(σ)分别为337.1 m、636.7 m;前两方法结果的相关系数(R)较高为0.668,但两者与国标法的R分别为-0.130、-0.064,证实国标法HBL的均值准确度尚可但实时值准确度低。2)偏离度法确定的日最大HBL出现时间,25 d平均和最多均在15时,逐小时HBL 07—15时呈缓慢增高态势、15—19时则快速降低;但国标法日最大HBL 25 d平均和最多均出现在16时,且HBL在午后13—15时出现坍塌现象,与对流边界层午后峰值规律显著不同。3)前两种方法的HBL与地表温度、气温的相关性均较好,与风速的相关性则较差;而国标法HBL与风速的相关性较好,与地表温度、气温的相关性则较差;偏离度法日最大HBL对最高气温、最高地表温度的平均响应时间分别为1、2 h左右,符合太阳辐射—地表温度—气温—HBL的响应关系和次序,但国标法的日最大HBL未能反映这一响应。4)偏离度法HBL与各污染物的逐小时质量浓度均呈显著负相关,但国标法HBL的相关性较差。5)三种方法综合对比,偏离度法HBL准确度较高,且能给出时空演变;干绝热曲线法HBL准确度较高,但不能给出时空演变;国标法实时HBL准确度低,虽能给出时空演变但午后峰值偏差大。

宽带多模光纤带宽优化技术研究

在实际预制棒生产中,由于生产条件以及制造工艺的原因,光纤预制棒的芯包层界面会出现不平滑、芯层折射率剖面曲线出现毛刺、凹坑或持续波动、偏离理想折射率分布、光纤中心出现凹陷或尖峰等预制棒折射率缺陷.本文在对宽带多模光纤的波导色散与材料色散进行深入的理论分析与计算的基础上,研究了光纤掺杂材料在温度、反应压力、反应浓度以及微波等离子体能量等不同反应条件下的反应效率,以及光纤微分模时延测试响应与预制棒折射率曲线的关系.结合生产实践,给出带宽优化的方法、折射率剖面中心畸变消除方法和折射率剖面偏差校正方法等几个宽带多模光纤的关键制造技术.通过改进的光纤预制棒制造工艺技术,成功地制造出了性能指标全面符合IEC 60793-2-10关于A1a.3(OM3-550)技术指标要求的多模光纤.该宽带多模光纤可用于10Gbit/s以及40Gbit/s以太网应用.

对流层大气折射率剖面模型研究

基于中国地区11个IGS观测站的对流层天顶延迟和气象环境等实测数据,分析了国内外常用的三种对流层折射率剖面模型的预测精度,重点研究了三种模型在高海拔地区的适用性和随季节变化的适用性。结果表明:在高海拔地区,指数模型和分段模型精度较高,Hopfield模型在除高海拔外的地区,表现出更大的优势;总体来看,分段模型和Hopfield模型的精度在春、冬季较高,夏、秋季较差,指数模型精度与季节关系不大。该结论对于对流层折射误差修正模型的应用研究具有重要参考价值。