Трехкомпонентный доплеровский содар и его применение в исследованиях атмосферного пограничного слоя

• Автор: Петенко, Игорь Вениаминович
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 c. : ил

Глава I. Обзор дистанционных методов исследования поля

. скорости ветра

1.1. Дистанционные методы исследования поля скорости

ветра

1.2. Анализ работы доплеровских содаров

1.3. Анализ метода "счета нулей"

1.4. 0 точности определения скорости ветра методом АЗ

Глава 2. Трехкомпонентный доплеровский содар

2.1. Вертикальный доплеровский содар

2.2. Двухкомпонентный наклонный доплеровский содар

2.3. Сопоставление дистанционных и прямых измерений скорости ветра

Глава 3. Радиосодарный комплекс
3.1. Назначение, состав и параметры радиосодарного комплекса
3.2. Система измерения С£
3.3. Измерение температуры методом РАЗ
3.4. Система автоматического сбора, обработки и визуализации данных
3.5. Проверка и сопоставление измерений и С^ Д?стан" ционными и прямыми методами
Глава 4. Примеры применения трехкомпонентного содара и
радиосодара в исследованиях АПС
4.1. Структура поля скорости ветра при различных типах стратификации
4.2. Связь вертикальной компоненты скорости ветра с движением турбулизированных слоев

4.3. Радиосодарный мониторинг полей скорости ветра

температуры и
4.4. Использование содарных данных для параметризации АПС
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ Потребность в оперативном и непрерывном наблюдении атмосферного пограничного слоя (АПС), вызванная необходимостью решения как практических, так и научных задач, способствовала развитию дистанционных методов определения метеорологических и турбулентных параметров атмосферы - акустического и радиоакустического зондирования /1-10/.
Акустическое зондирование САЗ) основано на способности звуковых волн рассеиваться на неоднородностях плотности воздуха, вызванных турбулентными пульсациями температуры и скорости ветра/11/. Эффективное сечение рассеяния 6и (?) звуковой волны свя-зано со структурными характеристиками флуктуаций температуры ът и скорости ветра Су следующим соотношением /12/ :
<(?)н^=0,38кЙй!&[|8с«4+0,«|Л(2^|-)’,'/3 (В.1)
где Рр - мощность рассеянного сигнала, - мощность падающей волны, ^ - волновое число . падающей волны, & - угол рассеяния, Сзв- скорость звука, • - абсолютная температура.
Цри рассеянии на движущихся неоднородностях частота рассеянного сигнала смещается относительно излученной на величину доп-леровского сдвига / 13,14/ :
1В-2)
где £ и !гс - частоты рассеянной и излученной волн, соответственно, кр и к0 - волновые вектора этих волн, V - скорость движения рассеивателей, которая совпадает со скоростью ветра. Таким образом, по сдвигу частоты рассеянного сигнала можно определить компоненту скорости ветра вдоль направления зондирования.
При моностатической схеме зондирования, т.е. когда источник и приемник совмещены (0 = 18(0 , б'(О) зависит только от интенсивности температурных флуктуаций, что позволяет количественно
Рис. 12. Параболическая пластмассовая антенна и электроакустический преобразователь наклонного содара.