研究大气传输问题中的大气湍流就是研究湍流所造成的折射率随机变化规律。大气折射率结构常数C2n是表示大气光学湍流强度 的一个重要参数。利用新型温度脉动探空仪对大气温度、气压和C2n在合肥、北京和库尔勒等典型地区进行实地探测, 结合全国不同地区气象站点的常规气象探空资料进行统计分析,得到不同典型地区常规气象参数随高度分布特性,为大气 湍流预报模式的建立提供数据资料。选取广泛应用的大气湍流参数模式Hufnagel-Valley模式和NOAA模式,根据实际测量 数据拟合得到不同典型地区大气湍流高度分布初步模式,将两种模式和实际测量数据进行对比验证分析,为不同典型地区 大气湍流模式分布特性的研究提供方法验证和参考依据。

介绍了双通道恒温风洞检测系统的设计和性能。该系统的双通道恒温风洞有温度、风速稳定,可控温差可调 等优点,通过实验检验了风洞的性能,风洞内部定点温度脉动标准差(最大处0.025℃)比室内 脉动(0.059℃)小,风洞内横向温度场不完全一致,有一定的温度分布,冷热风洞标准差分别 为0.044℃、0.103℃。双通道恒温风洞检测系统主要是用于对QHTP-2温度脉动仪进行各 种实验操作的平台,通过风洞系统实验验证了热源照射对温度脉动仪的测量会产生辐射增温的 影响,在实验条件下的增温大小为0.365℃。

湍流对光在大气中的传播有重要影响。光波段折射率结构常数是描述湍流强度的物理量。通过风廓线雷达回波分析是研究湍流强度的新方法。利用风廓线雷达计算出湍流耗散率和平均风的垂直梯度，结合温度、气压等常规气象参数，可估算光波段折射率结构常数，计算的量级在10-18~10-13 m-2/3之间，符合实际情况，证明了方法的可行性。同时对不同等压面上压强梯度、温度梯度及湿度对折射率结构常数的影响进行了数值计算。结果表明，同一等压面上压强梯度改变对C2n影响很小，可忽略不计；而温度梯度改变对结果有较大影响，故对温度廓线的测量有较高的精度要求；相对湿度10%~90%的变化对光波段折射率结构常数的影响低于一个量级，因此在晴空大气条件下，湿度项可以忽略。

大气折射率结构常数C2n是表示大气光学湍流强度的一个重要参数,利用温度脉动探空仪对合肥地 区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地 区(0～25 km)折射率结构常数随高度的分布廓线,并对其进行统计矩和概率分布的分析,研究表明合 肥地区大气湍流随高度分布基本符合对数正态分布,昼夜变化量约为0.8个量级,大气折射率结构常数C2n的 概率分布存在昼夜差异,白天的C2n比夜间的C2n峰值要大2个数量级。

大气风场是研究气溶胶输送与复合过程以及时空分布变化研究的一个重要方面,也是天气分析和天气预报中的一 个重要参数。采用对流层风廓线雷达,连续测量了合肥地区的对流层大气风场。统计了2009年合肥地区风场变化,得到 了一些统计结果:边界层(2 km以下)风速基本小于5 m/s,风向变化复杂,不同季节风向略有不同；对流层风速多 在5～25 m/s之间,以西北偏西风为主导风向,年最大风速超过60 m/s。还以2008年梅雨季节风场探 测资料为例,分析了梅雨期中不同高度的风场演变过程。

风廓线雷达是探测大气风场和湍流的有效工具,其回波易受地物杂波干扰, 使得雷达回波谱变得复杂,为了提高雷达探测精度,地物杂波抑制是风廓线雷达信 号或谱处理重要的一部分。介绍了一般地物杂波抑制方法并分析其不足,研究 了频域中地物杂波和雷达大气回波谱特征,结合大气回波谱倾斜度分析,提出了 基于未受污染大气回波谱高斯最小二乘拟合地物杂波抑制方法,研究表明,该方法 在地物杂波抑制处理上是可行的。

介绍了一种利用成像激光光斑测量大气湍流廓线的激光雷达原理。通过对分层大气湍流的光束波面变化的测量,获取各分层大气湍流的相干长度,据此利用平面波近似算法反演湍流强度廓线。通过搭建的大气湍流廓线激光雷达实验系统获得了湍流廓线的实验数据,并且与系留飞艇搭载的温度脉动仪在同时段固定高度进行了对比实验,验证了近似递推算法的可行性。最后对实验中出现的误差进行了讨论。

介绍了GPS测风系统的构成、GPS接收机的性能指标和从GPS定位信息反演大气风场的方法，GPS接收机的性能指标与反演的风场数据的精度和可靠性关系密切。为了验证GPS测风技术的可靠性，进行了和风廓线仪、Vaisala探空的对比实验，结果表明：GPS探空和风廓线仪及Vaisala气球测风的结果相关性都很好，风速、风向廓线较为接近，但GPS测得的风速平均值比风廓线仪和Vaisala的测量结果均偏大。进一步分析了GPS测风产生偏差的原因，对误差做出合理的订正十分必要。

利用大气光学参数测量系统对各种大气光学参数进行了实地测量，通过对实验数据的统计分析得出了绵阳地区近地面各种大气光学参数的初步变化特点，对绵阳地区的大气光学参数结构特性有了初步的认识，其结果为进一步进行激光传输和大气性质的遥感探测及实际激光工程应用提供了有益参考。

利用QHTP-2型温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区(0～25 km)折射率结构常数随高度分布廓线,并以国际广泛应用的Hufnagel-Valley模式为基础拟合得出合肥地区大气折射率结构常数统计模式廓线.研究发现:合肥地区大气湍流随高度分布廓线存在明显的昼夜和季节变化,大气湍流在随高度增加而减小的趋势上叠加了随机起伏,并具有鲜明的跳跃式结构;合肥地区的高空湍流模式廓线较好地符合实测的平均廓线,能反映自由大气中湍流随高度分布的重要特征--指数递减和对流层增强.