正文
對流層位於地球大氣低層,自地面向上延伸,延伸高度在極區約為9公里,在赤道上空約為17公里,在中緯區約為12公里。除局部的溫度逆轉外,對流層溫度隨高度的增加而遞減。無線電頻段的對流層電特性可用折射指數n 或折射率N 表征N=(n-1)×106=(77.6/T)(P+4810e/T)
式中T 為氣溫(K);P為氣壓(毫巴);e為水汽壓(毫巴)。折射率隨時間和空間而變化,包括大尺度的、較緩慢的巨觀變化和小尺度的、較快的湍流起伏。巨觀變化可按高度分層,其長期平均高度剖面可由負指數模式描述;短期平均高度剖面和折射率垂直梯度在長的統計期間隨機變化。在一定地區的小部分時間內,某些大氣過程在一定高度範圍內會形成異常的負或正折射率梯度層。湍流結構一般可視為各向同性,但也可能出現高度各向異性。在10吉赫以上頻段中,大氣分子、水汽凝結體和其他大氣微粒呈現出程度不等的、與頻率有關的復介電特性。大氣分子的電特性與大氣的溫度、濕度和壓強也有關係。水汽凝結體等的細微結構(形狀、尺度分布、取向和降落速度等)和時空變化是十分重要的無線電氣象參數。對流層中主要的傳播方式或效應有:大氣折射、波導傳播、對流層散射、多徑傳播、大氣吸收,以及水汽凝結體和其他大氣微粒的吸收和散射。
對流層傳播除可按傳播方式分類外,也可按傳播範圍和頻段分類。按傳播範圍分,有視距傳播、超視距傳播和地空傳播等。地空傳播也可歸入視距傳播。視距傳播的基本方式是直射傳播,但受對流層和地面的複雜影響。超視距對流層傳播的常見方式是對流層散射,有時也可能是波導傳播。按頻段來分,有超短波傳播、微波傳播、毫米波與亞毫米波傳播和光波傳播等。超短波和較長的微波可作視距傳播,也可作超視距傳播。10吉赫以上頻段的無線電波和光波,一般都只限於視距傳播。
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現代對流層傳播的研究,主要集中於10吉赫以上頻段的電波傳播問題、廣播和移動通信中的傳播問題以及多徑效應等。毫米波在實用上具有突出的優點(見10 GHz 以上電波傳播),因此對流層傳播研究正向毫米波方向擴展。