一维大气边界层光学折射率结构常数的数值模式X.pdfVIP

　第 14 卷 　第 6 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 14 ,No. 6 　 　2002 年 11 月 HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Nov. ,2002 　 ( ) 文章编号 : 2002 一维大气边界层光学折射率结构常数的数值模式 吴晓庆 , 　王英俭 , 　曾宗泳 , 　龚知本 ( 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031) 　　摘 　要 : 　提出了一种大气光学折射率结构常数的数值模式 。通过解大气边界层风速、位温度、绝对湿度 预报方程 ,表面热平衡方程和土壤热传导方程 ,得到地表温度、表面层的动量通量、显热通量和潜热通量。再由 MoninObukhov 相似理论 ,从湍流通量和温度结构常数的经验关系计算出折射率结构常数。 　　关键词 : 　折射率结构常数 ; 　数值模式 　　中图分类号 : 　TN246 　　　　文献标识码 : 　A 　　激光通过湍流大气传输会受到小尺度折射率起伏的影响 ,这些影响将引起光束扩展、光斑抖动和相干性退 2 [1 ] 化 ,即湍流效应。对于 Kolmogorov 湍流 ,度量这种折射率起伏强度的量为折射率结构常数 Cn 。目前 ,大气边 2 [2 ] 界层 Cn 数据的获得主要有两种方法 :一是用各种仪器进行测量 , 即通过测量温度起伏 、光强起伏、到达角起 2 伏、雷达回波信号等 ,在均匀各向同性湍流的假定下得到 Cn 。已有许多人在一些特定的地区开展过这方面的 工作。另一种是基于 MoninObukhov 相似理论 ,建立大气边界层湍流模式 ,通过测量常规气象参数或湍流通量 2 [3 ,4 ] [5 ] 来估算 Cn 。近年来 , 由于光传输工作的开展和深入,需要建立光学湍流模式。Kunkel 和 Walters 提出的边 界层光学湍流模式以及 Robert [6 ] 等提出的 PROTURB (propagation through optical turbulence) 模式已应用于光传输 工程。我们知道 ,大气边界层湍流的产生主要是由于地气能量交换形成的 ,受下垫面影响很大。而从有限几个 2