Der Brechungsindexgradient für elektromagnetische Wellen (Cm bis M-Band) in der maritimen Grenzschicht der Atmosphäre

Zusammenfassung

Es werden Beziehungen abgeleitet zwischen dem vertikalen Gradienten des modifizierten BrechungsindexM (für Centimeter- bis Meterwellen) in der maritimen Grenzschicht der Atmosphäre und der Temperatur- und Wasserdampfdifferenz Luft-Wasser. Diese Beziehungen ergeben sich aus unseren Kenntnissen von dem Einflusse der Temperaturschichtung und der Windgeschwindigkeit auf die vertikale Wasserdampfschichtung über See und ermöglichen die Absehätzung der Refraktionsschichtung („Duct”-Dicke,mittlerer Gradient${\partial M/\partial z}$ u.a.) für elektromagnetische Wellen (Cm- bis M-Band) in den unteren Dekametern über dem Meer. Es werden Tabellen und Diagramme für eine praktische Anwendung des Verfahrens angegeben.

Als Beispiel werden Häufigkeitsverteilungen der „Duct-Dicke” und des mittleren Brechungsindexgradienten für Sommer und Winter gezeigt, die sich aus vierjährigen Beobachtungen auf einem nordatlantischen Wetterschiff ergaben.

Summary

Correlations between the vertical gradient of the modified refractive indexM (of centimetre- to metre-waves) in the maritime boundary layer of the atmosphere and the difference air-water in temperature and water vapour are stated. The correlations are known from the influences exercised by the temperature stratification and the wind velocity on the vertical stratification of water vapour above the sea surface; they allow to estimate the refractive stratification (thickness of „duct“, medium gradient${\partial M/\partial z}$ etc.) of the electro-magnetic waves (centimetre- to metre-waves) in the lower decametres above the ocean surface. Tables and diagrams are stated in the paper for a practical application of the method under discussion.

As an example, the author included in this paper data of frequency distribution of the „duct“ thickness and of the medium gradient of the refractive index for summer and winter which are derived from four years' observations on board of a weather ship in the North Atlantic.

Résumé

On révèle des corrélations entre le gradient vertical de l'indice modifié de réfractionM (par rapport aux ondes de 0,01 à 1 m) et la différence: air eau de la température et du vapeur d'eau. Ces corrélations, nous le savons, résultent de l'effect que la stratification de la température a sur la stratification verticale du vapeur d'eau au-dessus de la surface de la mer. La connaissance de ces corrélations nous permet d'estimer la stratification de réfraction (l'épaisseur du „duct“, gradient moyen$\overline {M\partial /\partial z}$ etc.) des ondes électromagnétiques présentes dans les bas décamètres voisins de la surface de l'océan. Des tableaux et des diagrammes permettant d'appliquer au travail pratique la méthode discutée ici, sont indiqués.

Pour offrir un exemple, l'auteur décrit dans cet article la distribution en fréquence de l'épaisseur du „duct“ et du gradient moyen de l'indice de réfraction pour l'hiver et pour l'été en se basant sur les observations faites à bord d'un bateau météorologique en Océan Atlantique Nord pendant une période de quatre ans.