СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАДИИ РАЗВИТИЯ ОБЛАКОВ Российский патент 1999 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано для определения стадии развития облаков при их естественном развитии с целью дальнейшего оперативного планирования работ по искусственному вызыванию осадков.

Определение стадии развития облаков имеет большое практическое значение, поскольку позволяет однозначно ответить на вопрос о целесообразности проведения работ по активным воздействиям на конкретные облака и облачные системы.

Это обусловлено тем, что облака в процессе эволюции претерпевают три характерные стадии: стадию развития; стадию квазистационарного состояния и стадию диссипации. Положительный результат от активных воздействий на облака может быть достигнут только в первых двух случаях, когда облака находятся на стадии своего развития, либо в стадии квазистационарного состояния. В последнем же случае, когда облако диссипирует, активное воздействие эффекта не дает.

Известны различные способы определения тенденции, а затем на этой основе и стадии развития облаков, основанные на численном моделировании процессов их эволюции по данным синоптических и аэрологических измерений [1,2].

Численное моделирование позволяет определить тенденцию развития облака, а следовательно, и прогнозировать, на какой стадии своего развития оно будет находиться по истечении конкретного промежутка времени.

Известные способы чрезвычайно сложны, поскольку требуют больших трудозатрат, связанных с программированием и использованием машинного времени.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ определения тенденции развития облаков путем радиолокационного зондирования с последующим определением их радиолокационных и геометрических характеристик, а по ним и значений статистической вероятности тенденции развития облаков.

Известный способ позволяет определить тенденцию развития облака, а следовательно, и прогнозировать, на какой стадии своего развития оно будет находиться по истечении конкретного промежутка времени.

Однако известный способ достаточно сложен в реализации, поскольку требует учета большого количества параметров, а также большого количества статистических данных по эволюции облаков различных типов.

Другим серьезным недостатком известного способа является то, что тенденция развития облаков определяется путем измерения их параметров с определенной периодичностью в течении 8-10 минут и более, что существенно снижает оперативность получения информации.

Целью настоящего изобретения является упрощение способа и повышение оперативности получения информации о стадии развития облаков и облачных систем.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения стадии развития облаков путем радиолокационного зондирования и последующего определения их характеристик, при радиолокационном зондировании облака в нем выделяют область, ограниченную по внешнему контуру пороговым уровнем радиолокационной отражаемости, преимущественно 10^-12 см-1, а снизу - пороговым уровнем конденсации, затем путем радиолокационного зондирования этой области в ней выделяют зоны повышенной водности и повышенной турбулентности и по месту их расположения в выделенном объеме облачной среды судят о стадии развития облака, полагая при этом облако развивающимся - при расположении указанных зон в верхней трети выделенной области и находящимся в стадии квазистационарного состояния либо диссипации - при расположении их соответственно в средней, либо нижней ее трети.

На чертеже представлен вертикальный разрез облака 1.

В облаке 1 выделена область 2, ограниченная по периметру пороговым уровнем радиолокационной отражаемости 3. Данный уровень может колебаться от типа РЛС. Для РЛС типа МРЛ-5 уровень отражаемости может быть принят равным 10^-12 см^-1. Снизу облако 1 ограничено уровнем конденсации (tk - tk). Область 2 условно делится по высоте на три равные части 4, 5 и 6. Зона повышенной водности облачной среды обозначена позицией 7, а зона повышенной турбулентности - позицией 8. Зоны 7 и 8 могут быть совмещены либо не совмещены, в зависимости от конкретных процессов, происходящих в нем.

Способ реализуется следующим образом. Путем радиолокационного зондирования облака 1 в нем выделяют область 2, ограниченную по периметру изоконтуром радиолокационной отражаемости 3 (10^-12 см^-1 ), а снизу - уровнем конденсации (tk - tk). Затем выделенную область 2 на экране РЛС делят на три равные по высоте части 4, 5 и 6. После этого путем радиолокационного зондирования облака на длине волны 3, 2 см в ней выделяют зоны повышенной водности 7 и зоны повышенной турбулентности 8. Если указанные зоны сосредоточены в верхней трети выделенной области 4 (т.е. как показано на чертеже), то это свидетельствует о том, что облако находится на стадии своего развития (Зоны повышенной водности и повышенной турбулентности, как показала практика, могут частично либо полностью перекрывать друг друга). Если указанные зоны 7 и 8 сосредоточены в средней трети 5 выделенной области 2, то облако 1 находится в стадии квазистационарного состояния. В силу протекающих в нем физических процессов оно может перейти по истечении определенного времени в стадию развития либо в стадию диссипации. И, наконец, если зоны повышенной водности и турбулентности 7 и 8 сосредоточены в нижней трети 6 области 2, то облако 2 диссипируется.

Практическая значимость предложенного способа достаточно велика, поскольку представляется возможным практически мгновенно определить, на какой стадии своего развития находится облако либо облачная система и принять соответствующие меры по планированию и проведению работ по активным воздействиям. Способ достаточно прост в реализации и обеспечивает необходимую оперативность.

Источники информации
1. Мазин И.П., Шметтер С.М. Облака. Строение и физика образования. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983, с. 246 - 253.

2. Пастушков Р. С. Физико-математические модели конвективных облаков (краткий обзор и классификация). Труды ЦАО. - 1970, вып. 70, с. 34-44.

3. Руководство по применению радиолокаторов МРЛ-4, МРЛ-5 и МРЛ-6 в системе градозащиты. /Абшаев М.Т., Бурцев И.И.; Ваксенбург С.И., Шевела Г.Ф. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980, с. 177-179.

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано для определения стадии развития облаков при их естественном развитии с целью дальнейшего оперативного планирования работ по искусственному вызыванию осадков. Согласно способу при радиолокационном зондировании облака в нем выделяют область, ограниченную по периметру пороговым уровнем радиолокационной отражаемости, а снизу - пороговым уровнем конденсации. Затем путем радиолокационного зондирования этой области в ней выделяют зоны повышенной водности и турбулентности и по месту их расположения в выделенном объеме судят о стадии развития облака. При этом полагают облако развивающимся, если зоны размещены в верхней трети выделенной области, и находящимся в стадии квазистационарного состояния либо диссипации, если зоны размещены соответственно в средней либо нижней ее трети. Упрощается реализация способа и повышается оперативность получения информации. 1 ил.

Способ определения стадии развития облаков путем их радиолокационного зондирования и последующего определения их характеристик, отличающийся тем, что при радиолокационном зондировании облака в нем выделяют область, ограниченную по внешнему контуру пороговым уровнем радиолокационной отражаемости, преимущественно 10^-12 см^-1, а снизу - пороговым уровнем конденсации, затем путем радиолокационного зондирования этой области в ней выделяют зоны повышенной водности и повышенной турбулентности и по месту их расположения в выделенном объеме облачной среды судят о стадии развития облака, полагая при этом облако развивающимся при расположении указанных зон в верхней трети выделенной области и находящимся в стадии квазистационарного состояния либо диссипации при расположении их соответственно в средней либо нижней ее трети.