1.3 本书的主要内容

除了本章，本书其他章的主要内容如下：

第2章介绍蒸发波导及其相关的基本概念，包括对流层折射、对流层大气波导的分类及蒸发波导的基本概念。

第3章主要介绍蒸发波导的预测模型，首先，介绍了大气运动的基本概念；其次，介绍了常用的蒸发波导预测模型，如PJ模型、伪折射率模型和NPS模型，分析了蒸发波导高度对气象要素的敏感性；最后，利用最新海气边界层实验中得到的稳定度函数，改进了NPS模型，提升了该模型在稳定条件下的计算精度。

第4章主要介绍蒸发波导高度的时空分布规律。利用改进的蒸发波导预测模型和美国国家环境预报中心最新的气候预报系统再分析（Climate Forecast System Reanalysis，CFSR）数据，计算了世界海洋、西太平洋、中国南海和亚丁湾的蒸发波导高度的时空分布规律，获得了世界海洋、西太平洋、中国南海和亚丁湾蒸发波导高度的分布特征，建立了空间分辨率为0.312°×0.313°的蒸发波导环境特性数据库。

第5章主要介绍蒸发波导环境特性实时监测及短期预报方法。在蒸发波导环境特性实时监测方法中，首先，介绍了蒸发波导环境特性实时监测方法的框架；其次，基于南海的海上实验观测数据，分析了船载气象观测系统数据的可靠性；最后，在分析蒸发波导预测模型对气象参数敏感性的基础上，给出了传感器选择及安装位置的建议。在蒸发波导环境特性短期预报中，分别给出了基于GFS数据和基于WRF模型的蒸发波导环境特性短期预报方法，并利用美国国家环境预报中心的气候预报系统再分析数据对预报方法进行比对，验证了预报方法的有效性。

第6章详细分析了蒸发波导与海水蒸发之间的关系。首先，分析了30年范围内（1985—2014年）中国南海地区冬季和夏季蒸发波导高度年际变化的时空结构，研究海面风速和海水表面温度这两个重要的气海环境因素在蒸发波导变化中的作用以及在季节性尺度上的区别。在获得了两者相关性的定性分析结果之后，将研究区域从中国南海扩展到西北太平洋海域，定量研究蒸发波导高度与蒸发量之间的关系，并提出了一个利用蒸发量来估计蒸发波导高度的三参数经验模型，用该模型拟合蒸发波导高度与蒸发率之间的时间聚集效应，并且通过历史数据进行了检验。

第7章详细介绍海洋蒸发波导中常用的电磁波传播模型，包括射线追踪模型、抛物方程模型及混合模型。首先对射线追踪模型进行了介绍和推导。然后着重介绍了抛物方程法，先从二维抛物方程的建立过程推导了窄角抛物方程和宽角抛物方程，然后推导了抛物方程的分步傅里叶解和离散匹配傅里叶解，抛物方程法是一个初始边界问题，最后描述了抛物方程的初始场和边界条件，并给出了利用场分布计算传播损耗的计算公式。最后介绍了混合模型的理论和方法。

第8章主要介绍海洋蒸发波导中的电磁波传播特性。首先，分别利用射线追踪模型和抛物方程模型仿真了水平均匀蒸发波导中的电磁波传播结果，接着利用抛物方程模型给出了水平不均匀蒸发波导、海上障碍物和粗糙海面对电磁波传播的影响，并开展了海上验证实验，验证模型有效性。其次，介绍了蒸发波导多径效应的分析结果。最后介绍了蒸发波导信道频率响应，分析了蒸发波导条件下不同频率电磁波的传播特性，并利用海上实验数据进行了验证。

第9章主要是在蒸发波导环境特性监测预报方法及电磁波传播特性的基础上，结合实际通信系统，给出了蒸发波导数据传输系统的辅助决策方法。同时介绍了蒸发波导数据传输系统的参数优化方法，给出了最优天线高度和工作频率的选取依据。在蒸发波导高度时空分布规律的基础上，计算蒸发波导数据传输系统在典型海域的可通概率，并利用海上实验数据对辅助决策方法进行了验证。

第10章主要介绍蒸发波导反演方法。首先，介绍了反演概况。其次，主要介绍利用电磁波传播路径损失反演蒸发波导修正折射率剖面的方法，以及利用雷达海杂波反演蒸发波导修正折射率剖面的方法，并给出了相应模型的数值模拟和仿真结果。

第11章介绍了基于BP神经网络算法的蒸发波导预测模型，包括基于BP神经网络算法的蒸发波导建模基本原理、稳定与不稳定条件下的训练结果对蒸发波导预测模型的影响。

第12章介绍了蒸发波导环境数据库软件，分别介绍了其海区网格选择功能模块、海区网格蒸发波导特性功能模块、全球蒸发波导特性功能模块、西太平洋蒸发波导特性功能模块和蒸发波导剖面预测功能模块。