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阅读 5288 次 历史版本 1个 创建者:Gnian (2010/6/25 18:22:57)  最新编辑:Gnian (2010/6/25 18:24:00)
长波
拼音:cháng bō
英文:long wave;LW
  中文名称:长波
  英文名称:long wave;LW
  其他名称:长周期波

  定义1:波长大于25倍水深的波。
  所属学科: 海洋科技(一级学科) ;海洋科学(二级学科) ;物理海洋学(三级学科)

  定义2:波周期为几分钟至24小时以上的波浪。
  所属学科: 水利科技(一级学科) ;水力学河流动力学海岸动力学(二级学科) ;海岸动力学(水利)(三级学科)

  定义3:波长介于10000m与1000m之间(频率介于30~300kHz之间)的无线电波。
  所属学科: 通信科技(一级学科) ;通信原理与基本技术(二级学科)

  定义4:波长大于1μm的光波。
  所属学科: 通信科技(一级学科) ;光纤传输与接入(二级学科)

电子学(无线电)的长波概念


  在电子学中,长波(包括超长波)是指频率为300kHz以下,波长为1000~10000的无线电波

  由于大气层中的电离层对长波有强烈的吸收作用,长波主要靠沿着地球表面的地波传播,其传播损耗小,绕射能力强。频率低于30kHz的超长波,能绕地球作环球传播。长波传播时,具有传播稳定,受核爆炸、大气骚动影响小等优点。在海水和土壤中传播,吸收损耗也较小。

传播方式


  其传播方式主要是绕地球表面以电离层波的形式传播,作用距离可达几千到上万公里,此外,在近距离(200至300公里以内)也可以由地面波传播,该波段的电场强度夜晚比白天增大,波长越短,增加越甚;电场强度随季节的影响小;传播条件受电离层骚动的影响小,稳定性好,不会产生接受强度的急剧变化和通信突然地中断现象。适用于无线电测向,无线电导航等方面。由于长波需要庞大的天线设备,我国广播电台没有采用长波(LW)波段,主要用于对潜艇的通信和远洋航行的舰艇通信等。所以,国产收音机一般都没有长波(LW)波段。

长波与短波的区别


  长波(包括超长波)是指频率为300kHz以下的无线电波。   
  中波是指频率为300kHz~3MHz的无线电波。   
  短波是指频率为3~30MHz的无线电波。   
  超短波是指波长为1~10m(频率为30~300MHz)的无线电波。

大气科学的长波概念


  在大气科学上,长波指对流层的中部和上部西风带大气环流中波长为3000~8000公里的波动。它是当西风气流发生南北扰动时,由科里奥利力随纬度变化的效应而产生的。长波的生命期约一周,是西风带上大尺度的扰动,属行星尺度的一种天气系统,又称行星波或罗斯比波。自从20世纪20年代无线电探空仪应用于高空气象探测后,人们就发现了高空环绕极地运动的西风带及其上的波动,1937年J.皮耶克尼斯首次辩认出作为半球现象的长波,1939 年C.-G.罗斯比从理论上对长波的特性进行了研究,并建立了长波理论。这个理论为后来数值天气预报的发展奠定了基础。长波的发生、发展、移动和变化,对天气尺度系统(如气旋、锋等)的强弱、移向和移速,以及未来天气的变化,都有十分重要的作用。因此,它是天气形势预报研究的重要系统之一。
  

特征

 
  长波具有槽区冷、脊区暖的结构。在高空等压面图上,温度波和高度波的位相相近。长波的强度随高度而增加,在对流层顶最强。发展中的长波,其温度波往往稍落后于高度波,位相一般落后将近四分之一波长。长波脊后面有暖平流,长波槽后面则有冷平流,这是造成长波槽和脊发展的主要原因。由于长波是频散波,在西风带上游,长波的能量以大于波动移动的速度传到下游,因此,可利用这个特征预报上游长波向下游发展的位置和强度。当长波槽和脊强烈发展时,振幅不断加大,长波脊中出现的高压中心有时从脊中切离出来而形成阻塞高压。
  
  长波和短波之间可以互相转化。当温度场和气压场配置适当时(槽后有冷平流,脊后有暖平流),短波可以逐渐发展成长波;反之,长波可减弱并分裂成短波,然后东移而消失。
  

移速  


  对流层的中上层,长波的波速c 按罗斯比长波理论为
            
c =ū-βλ2/4π2

  式中ū 为基本纬向风速,β =2ωcosφ/RE 为罗斯比参数,λ为波长,RE为地球半径,ω为地球自转角速度,φ为纬度。上式表明:①西风越强,长波移速越快,但移速总是小于西风风速。②在一定的西风风速下,长波的波长越长,移动速度越慢;波长越短,移速越快。③当西风风速和长波的波长达一定数值时,可使c =0,这时长波停滞,称为静止波,此时的波长称静止波长或临界波长;当波长大于静止波长时,c <0,长波向西移动,出现倒退现象。④在波长和西风风速相同的情况下,纬度较高(β值小)的长波移速较快,纬度较低(β值大)的长波移速较慢。

  

与大气环流和气旋的关系

 
  长波槽和脊在维持大气环流方面,起着重要的作用。真正呈正弦波式的长波槽和脊是极其少见的。在槽和脊发展初期,槽线和脊线的走向大多呈东北—西南向。在槽和脊发展的同时,强西风中心(急流中心)一般由槽后移至槽前。由于槽前西南风远强于槽后西北风,有利于将低纬盈余的角动量输送到中纬度和高纬度地区,以维持中纬和高纬地区的西风角动量。同时,由于槽前有暖平流、槽后有冷平流,有利于将热量由低纬输送到高纬,以维持全球热量平衡。因此,长波槽和脊的活动,是维持大气环流的一种重要机制。
  
  冬季北半球绕极西风环流中,一般有4~5个长波。长波槽与地面气旋族之间的典型关系,可用理想化的长波流型和低空环流系统配合的概略图表示。气旋族位于长波的槽前脊后,每个气旋又和高空大气短波相对应。从图中可见叠加在长波上的短波扰动。由于它们的波长短,移速比长波快,所以同短波对应的地面气旋,相对于长波是向前移动的,大体上受长波流型的气流所牵引。由于长波同地面气旋和锋面的关系如此密切,所以长波移动和流型变化的预报,对天气预报有重要的意义。


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