时域有限差分法（FDTD,Finite Difference Time Domain）是一种常用的电磁计算数值方法,它将目标空间划分成数量非常多的网格块,利用蛙跳式算法对空间内的电磁场进行交替迭代计算。FDTD计算方法的特殊性使得它拥有直观易懂、可并行性高、应用性广泛等特点,因此它被应用到计算电磁学的各个工程领域中,随着计算机硬件尤其是图形处理器（GPU,Graphics Processing Unit）、中央处理器（CPU,Central Processing Unit）的高速发展,FDTD方法也拥有越来越广阔的应用前景。在实际问题中,电磁传播环境往往十分复杂,电磁计算参数随着空间位置的不同而产生变化,这将直接影响到电磁仿真计算结果的准确性。针对类似于海上空变环境电磁场FDTD加速计算和可视化问题,本文开展了以下研究工作:1、为解决空变环境下电磁传播研究问题,以海上大气为例,结合麦克斯韦旋度方程与ITU提出的一种空变折射率模型,提出并推导得到空变环境FDTD电磁计算模型;2、分析空变环境FDTD电磁计算模型的结构及数据特点,基于计算统一设备架构（CUDA,Compute Unified Device Architecture）,采用索引表的方式建立了FDTD计算网格与CUDA线程结构对应关系,设计了一种电磁并行计算结构,并对计算内存进行了优化,实现了空变环境电磁数据加速并行计算;3、通过分析所需渲染图形的数据结构特点,结合开放图形库（OpenGL,Open Graphics Library）提出了一种具有双VBO（Vertex Buffer Object,顶点缓冲对象）的并行计算方法和可视化输出流程,编程实现了空变环境下基于CUDA的电磁场FDTD加速计算和可视化。根据以上计算结构和可视化方法,完成FDTD的数值计算和可视化输出,计算结果表明,提出的方法在计算网格达到256×256×256大小时,其计算结果误差在3.6×10^-5以内,保证了空变环境电磁计算精度;并行计算速度达到了403.51 Mcells/s,计算加速比达到了35.36,具有理想的加速计算效果;可视化图形帧率稳定在24帧以上,显示效果稳定。