Основные разделы


Предпосылки исследования нижних слоев атмосферы

Радиолокационные и лазерные средства позволяют получать ценную метеоинформацию с достаточно больших территорий и высот. Однако приземный и пограничный слои атмосферы, а также прилегающие к ним области высот, не могут быть детально исследованы существующими радиолокационными и лидарными станциями [8].

Большие возможности для исследования нижних слоев атмосферы предоставляют методы дистанционного зондирования с использованием звуковых волн - акустический и радиоакустический методы. Звуковые волны гораздо интенсивнее взаимодействуют с атмосферой, чем электромагнитные волны радио и оптического диапазонов, что, с одной стороны, расширяет их возможности по оцениванию метеопараметров, с другой стороны, снижает проникающую способность, а, следовательно, дальность зондирования. В соответствии с этим диапазон дальности акустических и радиоакустических локаторов ограничен, как правило, высотами порядка нескольких километров, а наиболее подходящим объектом для их использования является атмосферный пограничный слой(АПС)[2].

В АПС, высота которого колеблется в зависимости от конкретных условий от 100 м до 2 км, происходит обмен количеством движения, влагой и теплом между подстилающей поверхностью и свободной атмосферой. Значительное влияние на процессы в АПС оказывают радиационные условия, рельеф земной поверхности, орография, а также процессы синоптического масштаба.

Разнообразием наблюдаемых условий и сложностью процессов объясняется отсутствие в настоящее время приемлемой теории и даже общепринятой параметризации пограничного слоя. Поэтому при решении различных научных и практических задач, требующих определенных сведений о метеорологических процессах АПС, возрастает необходимость в экспериментальных методах исследования (методах зондирования) атмосферы, позволяющих с достаточной точностью и пространственно-временным разрешением получать информацию о метеовеличинах и параметрах турбулентности в данном слое.

Можно выделить следующие основные виды взаимодействия звуковых волн со средой, которые могут быть положены в основу методов определения параметров атмосферы [16]:

зависимость скорости звука от значений метеопараметров;

рассеяние на неоднородностях;

поглощение, имеющее сильную частотную зависимость;

рефракция;

доплеровский сдвиг частоты при отражении от движущихся неоднородностей;

флуктуации амплитуды и фазы волны, обусловленные турбулентностью.

Дистанционное зондирование атмосферы акустическими волнами основано на рассеянии звуковых волн неоднородностями показателя преломления, обусловленными турбулентными флуктуациями температуры, скорости ветра и влажности. Задача о рассеянии звуковых волн в современной ее постановке была сформулирована и решена в общем виде впервые Обуховым А. М. Значительный вклад в развитие данного направления внесли эксперименты, выполненные Каллистратовой М. А. [4], которые доказали возможность наблюдения и применения данного эффекта.

Прочитайте еще и эти статьи:

Асинхронный режим передачи данных - ATM
На согласование разнородных компонентов системные интеграторы и администраторы тратят большую часть своего времени. Поэтому любое средство, сулящее перспективу уменьшения неоднородности сети, привлекает пристальный интерес сетевых специалистов. ...

Метод синтеза генераторов детерминированных тестов на сетях клеточных автоматов (СКА)
Стремительный рост сложности современных систем управления технологическими процессами и оборудованием вызывает необходимость решения многих проблем, среди которых важное место занимают вопросы обеспечения необходимого уровня отказоустойчивости, ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru