蒸发波导是因海面蒸发使得湿度在很小的高度范围内发生锐减而形成的一类特殊的表面波导，高度一般在40米以内，而且发生概率极高，世界上几乎所有海域、所有时间内都可能存在蒸发波导（Katzin, et al, 1947）。当海面上出现蒸发波导时，一定频率以上的电磁波将被陷获在海面波导层内实现超视距传播，而波导层上方出现电磁盲区，这种异常传播特征将对敌我双方电子系统的作战性能产生深远影响。因此，战时甚至战前准确获知蒸发波导结构及其对电磁波传播特征的影响，对于辅助指挥员进行正确的战术部署、选择恰当的作战方式具有极其重要的意义。
但是海洋大气近地层内湍流特征明显，海洋上测站稀缺，高垂直分辨率的观测难于付诸实施，因而不宜采用直接测量大气修正折射指数（M）廓线的方法来确定蒸发波导结构。因此，国内外相关学者基于近地层相似理论提出了蒸发波导模型的概念，其目的就是为了利用少量近地层平均气象海洋水文参数准确估计蒸发波导结构，为波导环境下的电磁波传播评估提供必要的输入。目前，国内外相关学者已发展了数十种蒸发波导模型。其中，A类蒸发波导模型主要有：P-J模型（Jeske, 1973; Paulus, 1985），MGB模型（Musson, et al, 1992），LKB模型（Liu et al.1979），Babin模型（Babin, et al, 1997, 2002），伪折射率模型（刘成国等, 2001）等。B类蒸发波导模型主要包括加利福尼亚海军作战评估中心发展的NWA模型（Liu, et al, 1984）、美国海军研究实验室发展的NRL模型（Cook, 1991）、美国海军研究生院提出的NPS模型（Frederickson, et al, 2000）、戴福山等（2002）提出的Local模型以及New模型、基于海气通量算法的Flux模型（李云波等, 2009；杨坤德等, 2009）等。自蒸发波导诊断模型提出以来，各国学者还在相关海域进行了大量的外场试验来验证模型的适用性问题，结果表明蒸发波导模型的适用性与地理纬度、大气稳定度类型等因素密切相关（左雷等，2009；田斌等，2009；Ding et al.， 2015），因此，针对我国附近海域的大气状况及实测数据，开展模型的验证工作是非常必要的。
本文将利用南海海域西沙岛附近的铁塔平台观测数据作为模型的输入参数和验证数据，对比分析不同蒸发波导模型对波导高度的计算效果，为模型的评估优化提供参考依据。
2 敏感性分析试验
2.1试验设置
对比分析的蒸发波导模型包括：P-J模型、MGB0模型、LKB模型、Babin-E模型、Local模型及New模型6种，需要说明的是，Babin-E模型是对Babin模型（Babin, et al, 1997）修正。Paulus（1985）曾指出，蒸发波导高度（EDH）对气海温差极其敏感，尤其是在稳定层结条件下，气海温差的较小变化，可能会引起蒸发波导高度较大的变化。通过分析模式计算结果，我们同样发现蒸发波导高度对气海温差、相对湿度和风速非常敏感，且温度、风速、湿度的特征尺度参数又是决定稳定度参数的重要因子，，故针对气海温差和风速、气海温差和相对湿度设计了两组敏感性试验，具体试验方案如下：
气海温差和风速试验：设定6米高度处气压为1012.65hPa，相对湿度为80%，海水温度为24℃，风速分别为4m/s，6m/s和10m/s，气海温差在[-7℃，9℃]范围内以0.5℃为增量变化。气海温差和相对湿度试验：设定6米高度处气压为1012.65hPa，风速为6m/s，海水温度为24℃，相对湿度分别为60%、75%和90%，气海温差在[-7℃，9℃]范围内以0.5℃为增量变化。
2.2 结果分析
图1是在不同风速条件下，采用不同模型计算的蒸发波导高度随气海温差的变化，当模型计算的EDH超过40m或者小于零时，不显示结果。
从图可见，在不稳定层结条件，即气海温差为负值时，模型计算的EDH随气海温差变化较小；但随风速变化，除Babin-E模型和New模型外，随着风速的增加， EDH增大。而在稳定层结条件，即气海温差大于零时，不同模型计算的EDH对气海温差的变化非常敏感。计算的EDH几乎不随气海温差的变化而变化； MGB0、LKB和Babin-E模型在中低风速条件下（此时正好是较强的稳定层结条件），计算的EDH基本上都是先随气海温差的增加急剧增高到异常值，然后随气海温差的继续增加急剧降低到零值附近并继续减小为异常值。当风速达到10m/s时，以上三种模型计算的EDH没有出现异常增高的现象，这主要是由于高风速有利于层结向中性调整；而Local模型和New模型计算的EDH随着气海温差的增加单调减小到零值附近直至出现异常值，且风速对结果影响不大。通过这一组敏感性试验，我们还发现当气海温差大于零时，蒸发波导模型的适用范围有限，一旦气海温差超过5℃后，不经人为修正的蒸发波导模型几乎无法给出合理的EDH值。
作者名称：罗松
