近日，國家無線電監(jiān)測中心指導(dǎo)下屬北京東方波泰無線電頻譜技術(shù)研究所（以下簡稱研究所）經(jīng)過刻苦攻關(guān)，立足國際前沿視角，聚焦各行業(yè)難點痛點問題，成功研制了全球電波傳播大氣模型系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對流層范圍內(nèi)全球不同時段、任意地點的大氣溫度、濕度和壓力等氣象因子的精確建模和準(zhǔn)確預(yù)測，從而提升對流層散射、大氣波導(dǎo)通信等超視距電波傳播模式的總體效能。

大氣對流層中的兩種超視距電波傳播——大氣波導(dǎo)和對流層散射具有抗毀性強、作用距離遠、應(yīng)用成本低等一系列優(yōu)勢。然而，對流層的電波傳播會受到大氣折射率效應(yīng)、大氣湍流、水汽、氣溶膠粒子等氣象因子的影響，造成在時、頻、空域呈現(xiàn)機理復(fù)雜、多域交織、隨機快變等一系列問題，使得其傳輸特性的準(zhǔn)確建模與參數(shù)預(yù)測極具挑戰(zhàn)性。

該系統(tǒng)聚焦上述問題，構(gòu)建了高分辨率的全球大氣時空數(shù)值模型，提供包括精準(zhǔn)大氣湍流、大氣逆溫層和大氣折射率梯度在內(nèi)的三維空間結(jié)構(gòu)模型及預(yù)測，進而實現(xiàn)了對大氣波導(dǎo)和對流層散射傳播的發(fā)射時段、最優(yōu)頻段及仰角等核心參數(shù)的定量分析和預(yù)測。 系統(tǒng)的研制成功將電波的超視距傳播計算，由基于經(jīng)驗統(tǒng)計的粗略估算變革為基于理論數(shù)值的精確計算，可提供未來7天以上，精度達1公里內(nèi)的準(zhǔn)確預(yù)測，從而顯著提升了大氣對流層超視距傳播的可靠性、傳輸效率和適用場景。

圖1 核心氣象參數(shù)全球三維分布計算及展示系統(tǒng)

圖2 北京-河北易縣大氣折射率梯度垂直剖面 （下部藍色近地面出現(xiàn)大氣折射率逆變區(qū)，代表大氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成）延伸閱讀：大氣波導(dǎo)：當(dāng)近地層存在顯著的逆溫和隨高度減少越迅速的水汽壓，則越容易形成無線電波的超折射現(xiàn)象。由于射線的曲率大于地球表面的曲率，射線傳播路徑會向地球一側(cè)彎曲，經(jīng)地面產(chǎn)生反射后繼續(xù)向前傳播，繼而又彎向地面，一直重復(fù)這個過程，類似于電波在波導(dǎo)中進行傳播，便形成大氣波導(dǎo)。大氣波導(dǎo)主要分為3種類型：蒸發(fā)波導(dǎo)、表面波導(dǎo)和抬升波導(dǎo)。對流層散射：指利用大氣層中傳播媒介的介質(zhì)不均勻性對無線電波的散射作用進行的超短波、微波頻段超視距電波傳播。與大氣波導(dǎo)的突發(fā)特性不同，對流層散射現(xiàn)象長期存在，但其散射效果、傳輸損耗具有明顯時、空、頻特異性和隨機性。

原文標(biāo)題：全球電波傳播大氣模型系統(tǒng)研制成功

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