Способ зондирования атмосферы

 

1. СПОСОБ ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ , включанищй создание в исследуемом слое движущейся неоднородности , облучение ее сверхвысокочастотными колебаниями и прием отраженного сигнала, по которому судят о профилях температуры или влажности в атмосфере, отличающийся тем, что, с целью повьшения оперативности , упрощения способа и расширения области его применения, например, для случаев сильной горизонтальной неоднородности воздушного потока, неоднородность формируют в виде вихревого кольца, причем задают начальные температуру или абсолютную влажность воздуха в кольце, исходя из условий или , г O.V3IC 1 ,,l 0,1 где 4TO - разность средней темпера- j туры воздуха в кольце и в окружающей среде на уровне формирования кольца; дУ - разность средней абсолютной влажности воздуха в кольце и в окружающей среде на уровне формирования кольца; b - размерный коэффициент, равный 0,1 г/м; а - размерный коэффициент, равный 0,03с/м; RP - начальный раДиус сформированного вихревого кольца; (С - заданный коэффициент роста вихревого кольца; Ъ„ - расстояние от места формирования кольца до заданной нижней границы исследуемого слоя атмосферы; , LI - протяженность по вертикали мертвой зоны зондирования , определяемая техническими характеристиками используемого метода локации , облучают кольцо акустическими или электромагнитными импульсами, измеряют расстояние до кольца и мощность принимаемого сигнала, по которым с помощью соотношения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (22) (52) 4 G Oi S 13/95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

?)p).4 u, 1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,", „...

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ р, +зк„ р, зк„

R e р "-q >I&TI> р е 2. "-1

01+ Зк 4 е е yqyg o (21) 3687892/24-09 (22) 04. 01. 84 (46) 30.07.86. Бюл. N - 28 (71) Институт экспериментальной метеорологии (72) В.Н.Иванов, В.Я.Коровин, Ю.С.Русаков и В.В.Смирнов (53) 621.396.96 (088.8) О(зк в 4 щы

R e " "-(4& 1> R e ке м к

011+30L „+„, ю (56) Макарова Т.И. Измерение профилей температуры в приземном слое атмосферы радиоакустическим зондиро- . ванием. Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1980, т. 16, 22 6, с. 653-756.

Орлов М.Ю. Радиоакустическое зондирование атмосферы. Гидрометеорология. Серия метеорология, обзорная информация, Выпуск 7, Обнинск, 1982, с. 52. (54)(57) 1. СПОСОБ ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ, включающий создание в исследуемом слое движущейся неоднородности, облучение ее сверхвысокочастотными колебаниями и прием отраженного сигнала, по которому судят о профилях температуры или влажности в атмосфере, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности, упрощения способа и расширения области его применения, например, для случаев сильной горизонтальной неоднородности воздушного потока, неоднородность формируют в виде вихревого кольца, причем задают начальные температуру или абсолютную влажность воздуха в кольце, исходя из условий где &Т, — разность средней температуры воздуха в кольце и в окружающей среде на уровне формирования кольца; Ч вЂ” разность средней абсолютной влажности воздуха в кольце и в окружающей среде íà а уровне формирования кольца;

b — размерный коэффициент, равный 0,1 г/м а — размерный коэффициент, равный 0,03 С/м;

Кр — начальный раДиус сформированного вихревого кольца; — заданный коэффициент рос= та вихревого кольца; — расстояние от места формирования кольца до заданной нижней границы исследуемого слоя атмосферы;

L — протяженность по вертикали

"мертвой" зоны зондирования, определяемая техническими характеристиками используемого метода локации, облучают кольцо акустическими или электромагнитными импульсами, измеряют расстояние до кольца и мощность принимаемого сигнала, по которым с помощью соотношения

1200691

1 нли

pS/ф tg

О К

2 Н 1/2 А /2 у р„ " nial 1,1 1 (R +aL ) / де К,,К

L, f

1 6tg 2 Ь2 Р /2 ьТ(=-5 6К Т у Р ф 1 H РТ/2 A /z (R + 1 ) /й д постоянные при проведении измерений коэффициенты, близкие к 1, точное значение которых определяется при метрологической аттестации способа; длина волны используемого излучения; угол диаграммы направленности антенны; мощность излучаемого сиг-. нала; мощность принимаемого сигнала; эффективная площадь антенны; расстояние от антенны локатора до вихревого кольца;

Изобретение относится к технике измерения метеорологических параметров и может быть использовано в системе Госкомгидромета, а также в других .отраслях народного хозяйства, где возникает необходимость определения температуры и влажности воздуха, скорости и направления ветра в пограничном слое атмосферы.

Цель изобретения — повышение опе- 10 ративности, упрощение способа и расширение области его применения, например, для случаев сильной горизонтальной неоднородности воздушного потока. 15

/(ля оперативного определения высотного профиля температуры, влажности, скорости н направления ветра в атмосфере, начиная с высоты L м с помощью наземного генератора за- 20

L — высота в вихревом кольце; — плотность воздуха, находят модуль разности средней температуры или абсолютной влажности воздуха в кольце и в атмосфере и по нему с помощью соотношения т,=т„°,s-- о +в ) „„Йь -(ать a1-ат(ь4 о нли

Ь "н I, I,, Ь-(,йо-аЧ Ь )

И где Ч„- абсолютная влажность воздуха в начале исследуемого слоя атмосферы;

Т„ - температура воздуха на нижней границе исследуемого слоя атмосферьц

3 — адиабатический градиент (сухоадиабатический равен

0,01 С/м, влажноадиабатический равен О, 006 С/м), с учетом начального радиуса кольца и знака градиента температуры или влажности в атмосфере находят профили температуры или абсолютной влаж ности по трассе движения кольца в атмосфере. пускают вверх вихревое кольцо с начальными перепадами температуры и влажности, определяемыми по формулам, Облучают кольцо акустическими для измерения температуры или электромагнитными для измерения влажности импульсами, измеряют изменение мощностей отраженных радио- и акустических сигналов и пространственные координаты кольца. При этом по скорости и направлению горизонтального переноса кольца судят о профиле ветра в атмосфере. По измеренным величинам вычисляют высотный ход перепадов температуры и абсолютной влажности между кольцом и окружающей его ,средой, по которым находят профили температуры или абсолютной влажности в атмосфере по формулам.

Редактор Е.Месропова Техред Л.Олейник Корректор С.Черни

Заказ 4149/3 Тираж. 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óàãîðîä, ул. Проектная, 4 з 12006

Сравнительный анализ известного и предложенного способов показал, что основные преимущества предлагаемого способа перед прототипом заключаются в его оперативности, благбдаря возможности одновременного по мере движения вихревого кольца определения искомых параметров атмосферы, и простоте, обусловленной исключением таких операций в прототипе, 10 как многократное зондирование по нескольким направлениям, точное изме-

91 . 4 рение допплеровского сдвига радио-. сигнала, статистическое усреднение и последующее сопоставление результа тов зондирования по каждому иэ направлений, изменение частоты акустического и радиоизлучений при определении влажности в атмосфере. Способ предполагает также более простую и дешевую техническую реализацию, в особенности при отсутствии необходимости совместного определения температуры и влажности в атмосфере.