Способ зондирования атмосферы Советский патент 1986 года по МПК G01S13/95 

- j pVj . лТиЗ.бК,, рТ/1-д-,7г- (к-;-;ГГ

или

JlV« tg 2 L2 p 2

Ы 10 . f H р; АГ/7- (R;t L йУ1

де К.К, - постоянные при проведении измерений коэффициенты, близкие к 1, точное значение которых определяется при метрологической аттестации способа;

- длина волны используемого излучения;

f - угол диаграммы направленности антенны;

Р - мощность излучаемого сиг-. нала;

Р - мощность принимаемого сигf

нала;

А - эффективная площадь антенны;

L - расстояние от антенны локатора до вихревого кольца;

L - высота в вихревом кольце;

fn - плотность воздуха, находят модуль разности средней температуры или абсолютной влажности воздуха в кольце и в атмосфере и по нему с помощью соотношения . ь

Y«b-(o,i-3,)Sft;,(LbbTiL,q

TO-TH

Ьи

или.

„-(о.10л)| У 11- д 1и-аУ(Ц)

V«V,

где V - абсолютная влажность воздуха в начале исследуемого слоя атмосферы; Т„ - температура воздуха на нижп

ней границе исследуемого слоя атмосферы; Г, - Адиабатический Градиент (сухоадиабатический равен 0,01 С/м, влажноадиабатический равен 0,006 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.

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

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 - повьшение one ративности, упрощение способа и расщирение области его применения, например, для случаев сильной горизонтальной неоднородности воздушного потока.

для оперативного определения высотного профиля температуры, влажности, скорости и направления ветра в атмосфере, начиная с высоты L, с помощью наземного генератора запускают 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 температзфы и абсолютной влажности между кольцом и окружающей его ,средой, по которьм находят профили температуры или абсолютной влажности в атмосфере по формулам. Сравнительный анализ известного и предложенного способов показал, что основные преимущества предлагаемого способа перед прототипом заключаются в его оперативности, благодаря возможности одновременного по мере движения вихревого кольца определения искомых параметров атмосферы, и простоте, обусловленной исключением таких операций в прототипе, как многократное зондирование по нескольким направлениям, точное изме1914 рение допплеровского сдвига радио-, сигнала, статистическое усреднение , и последующее сопоставление результатов зондирования по каждому из 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 температзфы и влажности в атмосфере.