Зондирование скорости ветра

Зондирование скорости ветра [c.124]

В настоящее время развиваются два основных метода зондирования скорости ветра 1) доплеровский и 2) корреляционный. Первый для своего применения требует сложной дорогостоящей аппаратуры и одновременно, несомненно, имеет преимущества при зондировании на большие расстояния. Корреляционный метод технически реализуется значительно легче и вполне конкурентен с доплеровским при исследовании в пограничном слое атмосферы. [c.124]

В [9] приведено описание доплеровского лидара с когерентным приемом и результаты его использования для зондирования скорости ветра, турбулентности атмосферы, аэрозолей и облаков. Речь идет о последнем образце лидара с лазером на СО2, излучающем при атмосферном давлении газовой смеси импульсы с энергией 1 Дж, частотой следования до 50 Гц, с длительностями от 800 нм до 3 мкс, стабилизированные по излучаемой частоте с точностью не хуже 150 кГц, обеспечивающей точность определения скорости ветра лучше, чем 1 м/с. При мощности эквивалентного шума (см. (4.15)) 10 Вт лидар позволяет получать профили скорости ветра на дистанциях до 20 км в пограничном слое атмосферы и до 10 км в вертикальном направлении. [c.128]

В результате выполнения проекта предполагается получение данных систематического зондирования аэрозолей (коэффициенты рассеяния на длинах волн 1064 и 532 нм), его суточной и синоптической изменчивости, переноса в сопоставлении с данными зондирования скорости ветра на высотах до 1—3 км и синхронными данными измерений озона и метеорологических параметров. [c.209]

Дистанционное зондирование скорости ветра, усредненной вдоль трассы [c.250]

Вопросы лазерного зондирования аэрозолей и облаков рассмотрены нами в гл. 3, зондированию влажности и других газовых компонент посвящены гл. 5 и 6. В данной главе мы проанализируем задачи лазерного зондирования связанных между собой температуры, давления и плотности и отдельно скорости ветра. [c.108]

Слева на рисунке представлен разрез профиля поверхности земли, вдоль которого проводилось зондирование, цифры указывают значения скорости ветра в м/с. Видно, что их максимальные значения реализовывались на разных расстояниях от крутого склона гор. Интересным является факт влияния возвышенности, расположенной на расстоянии 12 км от лидара, наблюдавшийся [c.129]

Приведенный пример настолько убедительно иллюстрирует возможности доплеровских лидаров с гетеродинным приемом для детального изучения полей скорости ветра, что он не нуждается в дополнительных комментариях. Тем более, что его использование далеко не ограничено зондированием лишь скорости ветра. [c.129]

Для измерения профиля вектора скорости ветра корреляционным методом должен быть обеспечен съем информации не менее чем по трем трассам зондирования. Технически это осуществляется посредством создания лидаров с тремя лазерными пучками либо последовательным сканированием трех направлений одним лазерным пучком [4]. К настоящему времени разработаны корреляционные лидары для контроля профиля скорости ветра в СССР, НРБ, США с высотой действия 1... 3 км. Время измерения одного профиля составляет 5... 10 мин. Пространственное разрешение может быть различным, от 3 до 100 м по вертикали и от 30 до 500 м в горизонтальной плоскости. [c.130]

Первый этап программы ориентировался на запуски в марте и октябре 1988 г., второй этап—1995 г. Планировалось использование космических лидаров для зондирования профилей объемных коэффициентов обратного рассеяния, влажности по дифференциальной методике, вектора скорости ветра на основе когерентного гетеродинного приема. [c.213]

Импульсно-доплеровские радиолокаторы могут быть использованы для изучения движения атмосферы [90] (см. также ультразвуковое зондирование течения крови [9]). Поскольку им-пульсно-доплеровский радиолокатор может измерять фазу, он позволяет оценивать спектр радиальной компоненты скорости частиц и турбулентности в рассеивающем объеме. Кроме того, этот метод дает информацию о сечениях рассеяния, отражательной способности и плотности. Доплеровские радиолокаторы использовались в исследованиях по физике облаков, при оценке систем предупреждения о штормах, а также полей скорости ветра и турбулентности. Система из двух или более доплеровских радиолокаторов используется для триангуляционного определения положения шторма и для разрешения компонент его скорости. [c.248]

Определяемые зондированием параметры турбулентности включают интенсивность турбулентности, характеризуемую структурной характеристикой С , и скорость ветра. Дистанционное зондирование этих параметров можно разбить на два вида определение их усредненных вдоль всей трассы значений и нахождение их профилей как функции координаты вдоль трассы. В настоящее время исследования в области дистанционного зондирования практически целиком опираются на теорию слабых флуктуаций, поэтому на оптических частотах они охватывают только трассы порядка нескольких километров. На более протя женных трассах необходимо пользоваться теорией сильных флуктуаций. О каких-либо серьезных исследованиях дистанционного зондирования в области сильных флуктуаций в литературе не сообщалось. [c.248]

До сих пор мы рассматривали дистанционное зондирование усредненных вдоль трассы распространения структурной характеристики и скорости ветра. Предположим, что мы хотим найти профиль структурной характеристики как функцию положения вдоль трассы при помощи измерений флуктуационных характеристик волны. Очевидно, что для нахождения этого профиля требуется гораздо больше данных, чем в случае определения среднего значения. Число приемников, естественно, должно возрасти. Чтобы проиллюстрировать этот факт, рассмотрим корреляционную функцию (22.10). Используя (22.11), запишем [c.254]

Недавно были предложены два многообещающих метода дистанционного зондирования структурной характеристики и скорости ветра метод пересекающихся пучков и апертурный метод пространственной фильтрации. [c.257]

В гл. 18 рассматривается распространение сферической волны и волнового пучка. Понятие сферической волны используется в большинстве задач распространения СВЧ-излучения. Понятие волнового пучка необходимо при анализе распространения в случайных средах волн оптического и миллиметрового диапазона. В гл. 19 обсуждаются временные флуктуации и спектры волны, распространяющейся в случайной среде с меняющимися во времени свойствами. Эти характеристики находят применение в дистанционном зондировании атмосфер планет и солнечной короны, а также полезны при дистанционном определении скорости ветра. [c.15]

Аэрологическая аппаратура зондирования (радиозонды или аппараты для определения скорости и направления ветра), запускаемая на воздушных шарах или парашютах. Такие аппараты состоят из приборов (термометров, барометров и гигрометров) для высотной исследовательской работы в сочетании с беспроволочным передатчиком, позволяющим автоматически регистрировать показания прибора на земле. Представленные отдельно воздушные шары и парашюты сюда не входят (группа 88). [c.113]

Большая армия метеорологов мира систематически проводит десятки и сотни тысяч измерений метеорологических факторов давления, температуры, скорости и направления ветра, влажности воздуха. Большого труда стоит переработка всей этой информации. Здесь очень помогли электронно-вычислительные машины. Новое время выдвинуло и новые методы — радиозондирование, самолетные исследования, метеорологические ракеты, метеорологические спутники. Тем не менее, несмотря на богатство и значимость всех методов метеорологической службы, лазерное зондирование становится одним из основных. [c.84]

Для иллюстрации возможностей корреляционного метода приведем один из примеров результатов зондирования скорости ветра, полученных в Институте оптики атмосферы (рис. 4.16) в двух типичных ситуациях, реализующихся в нижних слоях атмосферы с пространственным разрешением 2—3 м. Подчеркнем, что стандартный метод радиозондового определения профиля скорости ветра дает пространственное разрешение по крайней мере на порядок величины хуже, чем приведенные на рисунке данные. [c.130]

Доклад Р. Хаффакера [10] представляет анализ состояния дел с технологией когерентных лидаров для зондирования скорости ветра. В нем дается обзор имеющихся данных об объемных коэффициентах обратного рассеяния, обращается внимание на их явный недостаток для южного полушария, подчеркивается, что НАСА ставит задачу создания глобальной модели распределения этой величины как важнейшей компоненты в достижении успеха в решении проблемы космического зондирования ветра. [c.213]

В последние годы проводились исследования дистанци0нн0 0 зондирования средней скорости ветра в поперечном направлении по отношению к трассе распространения [182, 227, 311]. В этом разделе мы рассмотрим следующие три метода дистанционного зондирования скорости ветра а) метод, основанный на измерении частотного спектра б) метод, основанный на регистрации временной задержки, и в) метод, основанный на измерении наклона корреляционной функции. [c.250]

Распространение звука в А., зависящее от пространственного распределения темп-ры и скорости ветра, представляет интерес для разработки косвенных методов зондирования верхних слоён А. Так, наблюдения зон СЛЫП1И.ЧОСТН звука при искусств, взрыве позволили обнаружить увеличение темп-ры с высотой в атмосфере. Применение ракетного акустич. метода дало возмож- [c.135]

Одним из основных центров применения лазеров для контроля состояния атмосферы является Институт оптики атмосферы АН СССР в Томске. Там налажены такие эксперименты, как, например, по измерению стандартных метеорологических параметров атмосферы температуры, плотности, влажности, скорости ветра. Лазерное зондирование облаков позволяет измерить их нижнюю границу, исследовать зарождение и развитие облака, изучить его пространственную структуру. Это, в свою очередь, позволяет прогнозировать выпадение осадков, что играет немаловажнукз роль для развития сельскохозяйственных культур. [c.103]

Главные акценты программы Leaudre связаны с детальным исследованием ППС и более высоких слоев тропосферы. Самолетное зондирование планируется развивать в следующие три этапа 1) аэрозоль и облака 2а) водяной пар, аэрозоли и облака 26) давление, температура, аэрозоли и облака 3) скорость ветра. Для осуществления первых двух этапов создаются аэрозольный [c.80]

Температура, давление, скорость ветра и влажность относятся к основным метеорологическим параметрам атмосферы, являясь одновременно параметрами, ответственными за процессы погодообразования. Их систематическое рутинное зондирование с помощью радиозондов осуществляется мировой сетью аэрологических станций. Получаемые при этом массивы данных обрабатываются, используются для прогнозов погоды и хранятся в мировых центрах. [c.108]

Ветер играет важную роль в процессах погодообразования и загрязнения атмосферы продуктами антропогенного происхождения. В связи с этим разработке методов и технических средств лазерного зондирования профилей вектора скорости ветра, определяющего его значение и направление, уделяется значительное внимание во многих коллективах различных стран. [c.124]

В этой главе мы рассмотрим сначала некоторые аспекты дистанционного зондирования тропосферы. Будут приведены результаты зондирования атмосферной турбулентности и скорости ветра. При дистанционном зондировании ошибки измерения часто существенно возрастают в процессе извлечения нужной информации. Это соответствует так называемой некорректно поставленной задаче, при решении которой необходимо прибегать к специальным методам обращения, позволяющим уменьшить эти ошибки до приемлемой величины. Мы опишем три основных метода обращения метод сглаживания (регуляризации), метод статистического обращения и метод обращения Бакуса — Гильберта. [c.246]

Поскольку атмосфера представляет собой движущуюся неоднородную среду, в А. а. пользуются методами акустики движущихся сред. Темп-ра и плотность атмосферы уменьшаются о увеличением высоты на больших высотах темп-ра снова возрастает. На эти регулярные неоднородности накладываются зависящие от метеорол. условий изменения темп-ры и скорости ветра, а также их случайные турбулентные пульсации разл. масштабов. Все перечисленные неоднородности сильно влияют на распространение звука возникает искривление звук, луча — рефракция звука, в результате к-рой наклонный звук, луч может вернуться к земной поверхности, образуя акустич. зоны слышимости и зоны молчания происходит рассеяние и ослабление звука на турбулентных неоднородностях, сильное поглощение звука на больших высотах и т. д. При акустич. зондировании атмосферы распределение темп-ры и ветра нг больших высотах определяют по измерениям времени и направления прихода звук, волн от наземных взрывов или взрывов бомб, сбрасываемых в атмосферу с ракеты. [c.35]

Прибор Sea Winds предназначен для измерения скорости и направления приповерхностных морских ветров. Зондирование осуществляется на частоте 13.402 ГГц, при этом обеспечивается пространственное разрешение 50 км со среднеквадратической ошибкой определения положения зондируемого участка 15 км. Ширина полосы обзора прибора Sea Winds такова, что за двое суток обеспечивается просмотр до 90% всей поверхности Мирового океана. [c.117]

Яркой иллюстрацией возможностей указанного лидара является пример его использования для зондирования профилей скорости штормового ветра над г. Боулдер, штат Колорадо, 29 января 1987 г. (рис. 4.15). Этот город находится у подножия высоких скалистых гор, что обусловливает возникновение штормовых ветров западного направления с гор в долину, получивших название шинок. Максимальная зарегистрированная скорость его достигла 210 миль/ч, или около 340 км/ч, соответственно 94 м/с. [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...