Способ определения параметров течений на морской поверхности

 

Использование: в океанографических измерениях, а именно при дистанционном определении характеристик морской поверхности, которые могут использоваться для исследования течений. Сущность изобретения. На регистрируемом участке выбирают i точек с измеренными значениями гидрометеопараметров, измеряют скорость ветра W_i и запененность поверхности моря Q_i и определяют относительную величину запененности поверхности моря K_i в каждой точке по формуле где Q_o значение запененности участка в отсутствие течений, а при обработке результатов измерений находят значение градиента скорости течения в каждой точке по формуле 1 ил.

Изобретение относится к способам океанографических измерений, а именно дистанционных измерений характеристик морской поверхности, которые могут использоваться для исследований течений.

Известен дистанционный способ измерения скоростей элементов морской поверхности, основанный на облучении морской поверхности, приеме рассеянного в обратном направлении сигнала, регистрации энергетического спектра этого сигнала и измерении флюктуаций его амплитуды [1] При измерении только радиальной составляющей скорости по способу-прототипу требуется одновременные измерения хотя бы из двух точек, а для определения градиентов скоростей необходимы дополнительные вычислительные операции по выделению неоднородностей течения. Это является недостатком способа-прототипа.

Цель изобретения повышение достоверности получаемой информации о неоднородностях скорости морского течения.

Поставленная цель достигается тем, что на регистрируемом участке выбирают i точек с измеренными значениями гидрометеопараметров, измеряют скорость ветра W₁ и запененность поверхности моря Q₁ и определяют относительную величину запененности поверхности моря K_i в каждой точке по формуле K_i= , где Q_o значение запененности участка в отсутствии течений, а при обработке результатов измерений находят значение градиента скорости течения div в каждой точке по формуле div= · K_i, где g 9,8 м/с² ускорение свободного падения, β= (-0,5.-2) ˙ 10⁴ коэффициент, определяющий величину отклика состояния поверхности на градиент течений.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего заявляемый способ определения неоднородности скорости морского течения.

Устройство содержит блок 1 дистанционного зондирования состояния морской поверхности, измеритель 2 характеристик запененности, вычитающее устройство 3, устройство 4 хранения и выборки исходных данных и решающее устройство 5. При этом выход блока 1 дистанционного зондирования состояния морской поверхности соединен с входом измерителя 2 характеристик запененности, выход которого подключен к первому входу вычитающего устройства 3. Второй вход вычитающего устройства 3 соединен с выходом устройства 4 хранения и выборки исходных данных, имеющего вход информации о текущих гидрометеорологических параметрах. Выход вычитающего устройства 3 подключен к входу решающего устройства 5.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На морской поверхности выбирается i точек для измерений. С помощью блока 1 дистанционного зондирования регистрируют состояние заданного участка морской поверхности. Сигнал с блока 1 поступает на вход измерителя 2 характеристик запененности, который определяет характеристики запененности Q_i, например для поверхности моря, покрытую пеной, среднее число обрушений ветровых волн на единицу площади и т.д. Сигнал, пропорциональный Q_i, с выхода измерителя 2 поступает на первый вход вычитающего устройства 3, на другой вход которого из устройства 4 хранения и выборки данных поступает сигнал Q_o, пропорциональный запененности морской поверхности в отсутствие течения при значениях массива гидрометеопараметров <P>, включающих соленость воды, температуру поверхности, воздуха и т.д. соответствующих фактическим значениям при данном измерении.

Фактические значения гидрометеопараметров измеряют с помощью дистанционных или других методов. Например, температура поверхности моря может определяться инфракрасным радиометром; скорость ветра W_i (если устройство установлено на самолете) по данным о сноcе носителя. Данные о фактических значениях гидрометеопараметров поступают на вход устройства 4 хранения и выборки исходных данных, где выбираются значения Q_o, β. Величина β является коэффициентом пропорциональности отклика состояния морской поверхности на градиент течения, определяется гидрометеопараметрами <P> и для различных морских условий находится в пределах -2,0 ˙ 10⁴< β<-0,5 ˙ 10⁴.

С выхода вычитающего устройства 3 сигнал, пропорциональный Ki= (Q_i-Q_o)/Q_o, поступает на решающее устройствo 5, например ЭВМ, где вычисляются градиентов скорости течения. При этом градиент скорости течений на i=M участке определяется по формуле div= · K_i.

По найденным значениям div строятся изолинии градиентов поверхностных течений.

Использование предложенного способа позволит непосредственно определять неоднородности скорости морского течения, т.е. повысить достоверность получаемой информации.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЙ НА МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, при котором производят дистанционное измерение скоростей течения на участке с последующей обработкой результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности информации, на участке выбирают i точек с измеренными значениями гидрометеопараметров, измеряют скорость ветра W_i и запененность поверхности моря Q_i и определяют относительную величину запененности поверхности моря K_i в каждой точке по формуле где Q_о значение запененности участка в отсутствие течений, а при обработке результатов измерений находят значение градиента скорости течения в каждой точке по формуле

где g ускорение свободного падения;
β (0,5 ^oC 2) · 10 коэффициент, определяющий величину отклика состояния поверхности на градиент течений.

РИСУНКИ

Рисунок 1