Составители:
Рубрика:
относительная влажность равна 60 % и не меняется с высотой. Верхняя
граница тропосферы при этом равна 11 км.
Для нормальной тропосферы средний профиль индекса рефракции
аппроксимируют экспоненциальной зависимостью:
),exp()(
0
ahNhN
−
= (3.10)
где N
0
– индекс рефракции у поверхности Земли (в зависимости от
метеорологических условий может лежать в пределах 250 – 380 N-ед);
а – показатель экспоненты, лежащий в интервале 0.1 – 0.14 км
-1
.
Гораздо чаще при изучении распространения радиоволн у поверхности
Земли до высот 2-3 км используют более простую, линейную аппроксимацию
зависимости индекса рефракции от высоты:
,)(
0
ghNhN
+
= (3.11)
где g = dN/dh – градиент индекса рефракции, равный для нормальной
тропосферы – 0.04 N-ед/м.
Слоистые неоднородности, как отмечалось выше, представляют собой
отклонения от среднего профиля N. Наиболее характерным примером таких
неоднородностей могут служить облака. Эти отклонения могут иметь толщину
от нескольких метров до нескольких километров и протяженность от десятков
до сотен километров. Интенсивность слоя (величина отклонения N от среднего
значения на данной высоте) может изменяться в пределах 20 – 2 N-ед на
высотах до 1-го и 4-5 километров соответственно. Слоистые неоднородности
могут перемещаться в пространстве со скоростями от 2 до 30 м/c.
Флюктуации индекса рефракции, вызванные турбулентным движением
воздуха, определяются средним квадратичным отклонением от среднего
профиля – интенсивностью
2
NΔ (или
2
ε
∇ ) и масштабом турбулентности L.
Эти характеристики описываются статистически. Их величины лежат в
диапазоне значений:
2
NΔ = 10
-3
– 10
-4
, L = 0.01 – 500 м. Физика возникновения
флюктуаций состоит в том, что в результате турбулентного движения воздуха
в тропосфере постоянно образуются вихри различных размеров, которые
последовательно разбиваются на более мелкие. Этот процесс продолжается до
тех пор, пока в самых маленьких вихрях кинетическая энергия вращения не
превратится в тепло за счет преодоления сил вязкости, и происходит во всей
толще тропосферы непрерывно, что приводит к локальным отклонениям
(флюктуациям) диэлектрической проницаемости (коэффициента преломления)
от ее среднего значения. Таким образом, в каждый момент времени в
тропосфере существуют области, показатель преломления в которых
отличается от показателя преломления в соседних областях. Эти области носят
название неоднородностей, и на них происходит рассеяние энергии радиоволн
в различных направлениях.
Описанные особенности поведения индекса рефракции при изменении
высоты над поверхностью Земли представлены на рис. 3.3.
45
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- …
- следующая ›
- последняя »
