超长波

王朝百科·作者佚名  2010-03-02  
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ultra-long wave

地球大气中时间和空间尺度最大的一类波动。它通常沿纬圈绕地球一周的波数为1~3个,其特征波长和地球半径同量级(104公里)。在200百帕以上的等压面图上,可清楚看出超长波的活动(见平流层和中层大气环流);而在对流层中,例如500百帕等压面图上,由于各种不同波长的大气波动相互叠加,只有通过波谱分析,才能确定其存在。

按照超长波的时空尺度,其罗斯比数Ro≈10-2,这种波动更接近准地转平衡条件。在超长波的动力学模式中,涡度方程(见大气动力方程)可简化为fD+βv=0 其中f为科里奥利参数,D 为散度,β为罗斯比参数,v为大气水平运动速度。该式表示:对于超长波尺度的运动,散度作用和β项是准平衡的,从而具有准定常的性质。

在实际大气中,超长波受到大地形、海陆冷热源以及长波能量反馈的控制,它在一定的地理区域内呈准定常状态,这同移动性的大气长波形成鲜明的对照。超长波可作为半球范围内环流形势的重要背景之一,中期和长期天气演变过程与超长波有着密切的联系。

超长波是波长为1-10兆米(频率为30-300赫兹)的无线电波。超长波传播损耗小,绕射能力强、通信距离远;并能通过电离层绕过空间星体;对海水一般具有穿透100米深度的能力;在地下传播时吸收损耗也较小且不受核爆炸、太阳活动等外界的影响。适合于对水下潜艇、远航舰艇和地下通讯等。但超长波通讯装置一般都很庞大、复杂且造价昂贵,运行费用也很高、只适用于岸台对潜艇的单向通信。由于超长波信道很窄,所以通信速率很低,发送一组3个字母的信号约需15分钟。美国于1986年最早建成了超长波通信系统,用于从本土与游弋在世界各大洋的战略核潜艇的通讯联络。

 
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