【摘要】：海上大氣波導(dǎo)是一種異常的大氣折射現(xiàn)象,該現(xiàn)象的產(chǎn)生與氣象條件密切相關(guān)。其中,蒸發(fā)波導(dǎo)是海上大氣波導(dǎo)中發(fā)生概率較高的一種大氣層結(jié),它能夠束縛特定頻率的電磁波,以一種能量較小的損耗在波導(dǎo)層中傳播,有利于充分發(fā)揮雷達(dá)的作戰(zhàn)效能,顯著增加雷達(dá)的探測距離,其高度值是實(shí)現(xiàn)雷達(dá)超視距探測、遠(yuǎn)距離通信等技術(shù)的重要參數(shù)。因此,預(yù)先掌握蒸發(fā)波導(dǎo)高度對發(fā)揮海上作戰(zhàn)優(yōu)勢具有重要意義。本論文為了研究南海蒸發(fā)波導(dǎo)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,基于南海石油平臺搭建海洋自動氣象站,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過北斗衛(wèi)星通訊進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸,能夠?qū)崟r獲取蒸發(fā)波導(dǎo)監(jiān)測所需的水文氣象要素?cái)?shù)據(jù),結(jié)合基于Monin-Obukhov近地層相似理論的NPS模型,實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)波導(dǎo)高度的診斷。目前,蒸發(fā)波導(dǎo)可采用MM5或WRF中尺度數(shù)值模擬進(jìn)行區(qū)域預(yù)報,但由于該方法所需背景場數(shù)據(jù)較多、海上數(shù)據(jù)獲取較困難、軟件配置復(fù)雜且計(jì)算量較大,本論文提出采用時間序列分析和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法,分別對氣溫、相對濕度、風(fēng)速、大氣壓和海表溫度進(jìn)行建模和預(yù)測,并結(jié)合NPS診斷模型進(jìn)行計(jì)算,間接得到蒸發(fā)波導(dǎo)高度的預(yù)測值,實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)波導(dǎo)高度的短期預(yù)測。針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在建模中存在的缺陷進(jìn)行改進(jìn),采用人工蜂群算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)值和閾值進(jìn)行優(yōu)化,提高了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度、防止陷入局部極小點(diǎn)、減小網(wǎng)絡(luò)預(yù)測誤差,從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的蒸發(fā)波導(dǎo)高度預(yù)測。
【圖文】：

第 1 章 緒論如何及時準(zhǔn)確的探測大氣波導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化預(yù)報成為人們研究的重點(diǎn)，特別面積海洋環(huán)境中的大氣波導(dǎo)因其可利用率和發(fā)生概率較高而受到更多關(guān)注。年來，，大氣波導(dǎo)研究范圍較廣，包括大氣波導(dǎo)探測和反演技術(shù)研究、大氣波值算法和預(yù)測預(yù)報模型研究、大氣波導(dǎo)超視距效應(yīng)的評估方法及應(yīng)用、大氣產(chǎn)生機(jī)理的理論和實(shí)驗(yàn)研究等，形成了一些極有價值的研究成果。

圖 1-2 AREPS 3.6 版本軟件界面1.2.2 國內(nèi)研究發(fā)展現(xiàn)狀我國對大氣波導(dǎo)的研究起始于 20 世紀(jì) 60 年代，始終處于跟蹤吸收和分析應(yīng)用國外研究成果的狀態(tài)，80 年代初開始分析研究海上大氣波導(dǎo)現(xiàn)象對電波傳播的影響，主要研究大氣波導(dǎo)的分布規(guī)律、產(chǎn)生機(jī)理、統(tǒng)計(jì)特征、探測反演與建模預(yù)測、超視距評估、雷達(dá)探測性能分析和電磁盲區(qū)評估等方面[3]。1996 年劉成國等人對大氣波導(dǎo)的前景和研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，并對特征量和發(fā)生概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[4, 5]；1998 年劉成國等人通過分析 1990~1992 年探空數(shù)據(jù)計(jì)算我國不同地域大氣波導(dǎo)的穿透角和極限頻率[6]，戴福山等人通過分析不同大氣層結(jié)條件下蒸發(fā)波導(dǎo)模式并計(jì)算蒸發(fā)波導(dǎo)被陷獲電波的最低頻率，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)穩(wěn)定層結(jié)條件下與近中性、中性、不穩(wěn)定層結(jié)差異明顯[7]。2000 年姚展予等人基于西沙海域的氣象數(shù)據(jù)和西北太平洋云輻射實(shí)驗(yàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證大氣波導(dǎo)形成機(jī)理并分析了氣海溫差、濕度、風(fēng)速對蒸發(fā)波導(dǎo)高度的影響。2001 年劉成國等人提出偽折射率模型計(jì)算海上蒸發(fā)波導(dǎo)剖面廓線，對比實(shí)測海洋數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的可行性；2002 年詳
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH766

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 田靜毅;范澤宣;孫麗華;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量預(yù)測與分析[J];遼寧科技大學(xué)學(xué)報;2015年02期

2 艾洪福;石瑩;;基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的霧霾天氣預(yù)測研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2015年01期

3 劉三陽;張平;朱明敏;;基于局部搜索的人工蜂群算法[J];控制與決策;2014年01期

4 郭相明;康士峰;張玉生;韓杰;張守寶;;蒸發(fā)波導(dǎo)模型特征及其適用性研究[J];海洋預(yù)報;2013年05期

5 成印河;張玉生;趙振維;朱鳳芹;;冬季南海北部近岸蒸發(fā)波導(dǎo)環(huán)境分析[J];電波科學(xué)學(xué)報;2013年04期

6 王冰;;基于局部最優(yōu)解的改進(jìn)人工蜂群算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2014年04期

7 劉春艷;凌建春;寇林元;仇麗霞;武俊青;;GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能比較[J];中國衛(wèi)生統(tǒng)計(jì);2013年02期

8 成印河;周生啟;王東曉;;海上大氣波導(dǎo)研究進(jìn)展[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2013年03期

9 范小明;楊長軍;李淑珍;張成軍;;基于ARIMA模型的固原月降水量預(yù)測[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年01期

10 高衛(wèi)峰;劉三陽;黃玲玲;;受啟發(fā)的人工蜂群算法在全局優(yōu)化問題中的應(yīng)用[J];電子學(xué)報;2012年12期

本文編號：2626943