一个新的海边光学湍流外尺度和Cn2的廓线模式

作者：蔡俊; 李学彬; 詹国伟; 武鹏飞; 徐春燕; 青春; 吴晓庆

来源：Acta Physica Sinica, 2018, 67(01): 137-151.

• 海边
• 湍流廓线
• 参数化
• 外尺度

2016年12月13日至2017年1月2日期间,在茂名博贺海洋气象科学实验基地,采用自行研制的湍流气象探空仪,获取了30份海边温、湿、压、风速、风向和Cn2等探空数据.基于HMNSP99外尺度模式,利用海边的探空数据拟合得到一个茂名大气光学湍流外尺度经验公式.同时对实验测得的高空湍流廓线数据进行统计平均,然后基于Hufnagel-Valley模式拟合得到符合海边湍流廓线规律的统计平均模式(Cn2sea model).根据Tatarski高空湍流参数化方案,将用茂名外尺度公式估算的Cn2分别与探空测量的Cn2以及用其他外尺度模式估算的Cn2进行了比较.对其进行统计性分析发现,利用新拟合的茂名外尺度公式、HMNSP99,Dewan以及(Coulman等外尺度模式计算的log10Cn2)与实测值的整体相关系数分别为0.924,0.848,0.763和0.651,在变化趋势和量级上都表现出较好的一致性;以上四种外尺度模式估算结果的误差都很小,其整体平均绝对误差和平均相对误差分别为0.514和2.963%,0.627和3.612%,0.943和5.439%,0.766和4.417%,新拟合的外尺度模式的误差最小.进一步验证了新的海边外尺度和Cn2廓线模式的可靠性和有效性,此外还发现高空大气光学湍流的发生与风切变和温度梯度具有十分密切的关系,为光电工程在海边场景应用所需的大气光学湍流廓线模式提供支持.

• 单位
  广东省茂名市气象局; 中国科学院，安徽光学精密机械研究所; 中国科学院安徽光学精密机械研究所; 中国科学技术大学