Способ определения наличия и вида атмосферных осадков Советский патент 1992 года по МПК G01W1/14 

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для дистанционного определения наличия и вида осадков. .

Известны способы определения наличия и вида атмосферных осадков, в которых капли дождя и снежинки, пролетая через световой поток, отражают часть световой энергии в сторону на фотоприемник, появление сигнала с которого говорит о наличии осадков. При этом вид осадков определяется по температуре воздуха. При температуре выше нуля - дождь, при температуре ниже нуля - снег.

Известные способы позволяют проводить измерения только в небольшом объеме пространства на трассе малой протяженности. Кроме того, при температурах, близких к нулю, возможны ошибки по определению вида осадков, так как при малых положительных температурах может идти снег, а -при малых отрицательных температурах дождь. Случайное появление твердых частиц (пыль) в измерительном объеме может

рассматриваться как сигнал о наличии осадков.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения наличия и вида осадков путем посылки в исследуемую область атмосферы оптического (лазерного) излучения и приема прошедшего через нее прямого излучения с последующим его преобразованием и анализом, где о виде осадков судят с помощью дополнительного акустического блока.

Целью изобретения является упрощение способа.

Цель достигается тем, что прямое оптическое излучение принимают через точечную диафрагму и по форме временного частотного спектра флуктуации интенсивности принятого излучения судят о наличии и виде осадков.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг.2 - форма временного частотного спектра флуктуации интенсивности оптического излучения, распространяющегося в атмосфере при наличии и отсутствии оьадков..,- Оптическое излучение от лазера 1 посылают в атмосферу и принимают фотоприемником 2, который устанавливают за точечной диафрагмой 3 на пути оптического излучения на ра.сстоянии десятка-сотни метром от лазера 1. Электрический сигнал с фотрприемника 2, пропорциональный флуктуациям интенсивности оптического излучения, принимают устройством 4, анализирующим временной частотный спектр этих флуктуации, и по форме зтого спектра судят о наличии и виде осадков. Диаметр диафрагмы 3 выбирается меньше среднего размера частиц дождя. дающих наибольший вклад во флуктуации интенсив}нрсти. Наибольший, диаметр диафрагмы, При. котором можно получить положительный эффект, 0,5 мм, При этрмможно удовлетворительно определитьНйлйчиё и ви,ц осадкоЪ. Оптийзльнь1йдйамётр точечной диафрагмы 0,3 Мм. ВремённойчаётЬтнь1й спектр флуктуации интенсивности лазернь1х пучков, распространяющихся в атмосфере при наличии и отсутствии осадков, имеет различную форму (см. фиг.2). В атмосфере без осадков (кривая а) турбулентный максимум спектра находится в области низких частот (/десятки - сртни герц)/ ; , ;-;;-;-- -.Г;;.л:/:;/./: ВысокочастЬтная часть турбулентного спектра спадает по степенному закону. При наличии дождевы х купель во временном спектре флуктуации интенсивности появляется дополнительно второй дождевой максимум в области частот порядка нескольких килогерц (кривая б), который наблюдается сразу же при появлении первых капель дождя. При продолжительных и)1и сильных дождях наблюдается один дождевой максимум в области частот порядка нескольких килогерц (кривая в). Наличие снежинок в атмосфере приводит к расширению турбулентного максимума и смещению всего спектру в область более высоких частей (более сотен герц). Кроме того, высокочастотная часть спектра спадает по экспоненте (кривая г), а не по степенному зйкбйу, как в случае отсутствия осадков.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ И ВИДА АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ путем посылки в исследуемую область атмосферы оптического излучения и приема прошедшего через нее прямого излучения с последующим его преобразованием, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, прямое оптическое излучение принимают через точечную диафрагму и по форме временного частотного спектра флуктуации интенсивности принятого излучения судят о наличии и виде осадков.

-(НИ

/%)