Способ определения характеристик осадков

 

Изобретение относится к метеорологии . Цель изобретения - повышение точности решения о виде и наличии осадков. Оптическое излучение от источника 1 посылают в атмосферу, принимают его через диафрагму 2 фотоприемником 3. Электрический сигнал с последнего, пропорциональньш интенсивности оптического излучения, поступает на фильтры 4, детектируеЧ-ся блоком 5, осредняется блоком 6 и подается на регистрирующее устройство 7, По наличию и величине сигналов в каждом частотном диапазоне соответственно определяют наличие и вид осадков. 1 э.п. ф-лы, 1 таблица, 2 ил,с S СО 4 0 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15 ° 03.93. Бюл. 1," 1О (2 ) 394635 /10 (22) 23.08.85 (71) Институт оптики атмосферы

СО АН СССР (72) А.В.Ефремов, А.Ф.Жуков, ф;В.Рейно и P.Ø.Öâûê (56) Авторское свидетельство СССР

В 705884, кл. С 01 W 1/00, 1979.

Ting 1 Wang, R. hafaitis, R.S.Lavrence, G.R.0chs,Laser Weather ,zdentxfxer: present and tuture.

J.Applied Heteord, 1982, ч. 21, В 11, 1747-1753.

„„SV,,1 34967 (51) 5 G 01 W 1/14 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОСАДКОВ (57) Изобретение относится к метеорологии. Цель изобретения — повышение точности решения о виде и наличии осадков. Оптическое излучение от источника 1 посылают в атмосферу, принимают его через диафрагму 2 фотоприемником 3. Электрический сигнал с последнего, пропорциональный интенсивности оптического излучения, поступает на фильтры 4, детектируется блоком 5, осредняется блоком 6 и подается на регистрирующее устройство 7. По наличию и величине сигналов в каждом частотном диапазоне соответственно определяют наличие и внд осадков. 1 s.ï. ф"лы, 1 таблица 2 ил;

1 13349

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для дистанционного определения наличия и вида осадков и их коэффициент осбj лабления.

Целью изобретения является повышение точности решения о наличии и виде осадков.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 - форма времен" ного частотного спектра флуктуаций интенсивности распространяющегося в атмосфере излучения при отсутствии и наличии осадков в виде дождя и снега.

Способ реализуется следующим образом. Оптическое излучение от источника. 1 посылают в атмосферу по иэ" 20 мерительной трассе, принимают его через точечную диафрагму 2 фотоприемником 3. Электрический сигнал с фотоприемника 3, пропорциональный инФ тенсивности оптического излучения, 25 поступает на входы фильтров, 4, расположенные в заданных частотных интер-валах, Сигнал с выхода фильтров де-, L» тектируется детекторами 5, осредняется в блоках 6 осреднения и подается на регистрирующее устройство 7.

Сигнал с измерителя 8 перпендикулярной составляющей средней скорости ветра поступает на управляющие входы фильтров 4.

35 . Кроме того, сигнал с выхода фото" приемника 3. поступает на вход блока

9 осреднения, с выхода которого поступает на регистрирующее устройст= во 7 °

По наличию и величине сигналов

U.;. Ц2». Uъ, ЦФ в кдом частотном диапазоне соответственно определяют наличие н вид осадков. Например, если 01 — любое, О, 0, Оз м 0 а

"- 0 — осадков нет, если U, " любое, U 7 U U 0— снег, если U - любое, U а Б > U, Uq

1 О - дождь.

Кроме того, измеряя среднее значение сигнала во времени на выходе .Фотоприемника О и находя отношение 0 /U для снегопада или U /U - для дождя, определяют коэффициент ослабления излучения осадками

К(- ) нли е К(=), U Us

0 U Ф

67 2 где коэффициент К вЂ” константа, зависящая от коэффициента усиления и полосы пропускания фильтра, размера и расходимости оптического пучка, длины оптической трассы в атмосфере.

Ширина узкополосных фильтров и центральная частота фильтров f< при нулевой скорости ветра приведены в таблипе.

В первом диапазоне регулирование центральной частоты осуществляется по закону, соответствующему частоте турбулентного максимума.

f, 0,32 1 где Ч„ — составляющая скорости ветра, перпендикулярная оси оптического излучения, 3 — длина волны излучения, L — длина измерительной трассы.

Для снега. при средней частоте,максимума 150 Гц и средней скорости падения частиц снега V = 1,5 м/с закон регулирования во втором частотном диапазоне имеет вид

Е2 = 150 где V в (м/c$

В третьем .и четвертом диапазонах, обусловленных движением частиц дождя для среднего размера капель = мм

Vä = 4 м/с закон регулирования- в 3-м и 4-м интервале имеет вид

f "- 1400

f = 4000

Здесь V имеет размерность (м/с).

Для измерения коэффициента ослабления осадков измеряется отношение среднего значения сигнала (после детектирования) на выходе фильтров Еу и Е к среднему значению сигнала на входе фильтров. Причем Е используется .в случае снега, Š— в случае дождя. Решение о использований Е или f принимается по первому пункту формулы изобретения.

Использование узкополосных фильтров и регулирование центральной частоты фильтров в зависимости от скорости ветра Ч, позволяет повысить точность идентификации осадков, так как учитывает смещение частотных спектров турбулентности и осадков, Формула изобретения

1. Способ определения характеристик осадков, по которому в атмосферу посыпают оптическое излучение, принимают его фотоприемником через .точечную диафрагму, измеряют флуктуации интенсивности оптического излучения в четырех частотных диапазонах 20-150 Гц, 150-600 Pg 9002000 Гц, 4000-8000 Гц, о т л и ч аю шийся тем, что, с цепью повышения точности решения о наличии и виде осадков, измеряют перпендикулярнув к.его оси оптического излучения составляющую скорости ветра, а флуктуации интенсивности оптического

150-600 Fg

20-150 Гц

4000-8000 Гц

800-1200 Гц

Турбулентность

Снег

Дождь

Дождь.. Е с 8 Гц

:f1 -,28 Гц

df з с 250 1ц

f = 800 Гц

И -(20 Гц с 250 Гц

f< = 4ООО Гц

f< 150 Гц а также позволяет уменьшить вклад сигналов фильтров f — и f -частот турбулентности и .f - частот снегопада, 1334967 излучения измеряют в полосе частот в каждом из четырех частотных диапазонов, причем центральную частоту первой полосы частот изменяют по закону fl = О 32V fpL, второй Š— 150 1 + (V /t 5), третьей f l— 1500 I + (Ч /4), четвертой Е4

40001 \ + (V;/4), где V, — перпен-. дикулярная составляющая скорости ветра, м/с, Я вЂ” длина волны излучения, L — длина атмосферной трассы, и по соотношению сигналов судят о наличии и виде осадков.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что измеряют средний по времени уровень принимаемого фо1гоприемником сигнала и по отношению сигнала в частотном диапазоне 150—

600 Гц для снега и 800-1200 Гц для дождя к среднему по времени уровню принимаемого сигнала судят о коэффициенте ослабления излучения осадками.

1334967

yw(y) Составитель Ю.Алешин

Техред В.Кадар КорректорМ.Демчик

Редактор Т.Лошкарева

Тирак Подписное

6НИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1958

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул, Проектная, 4