Разработка самолетного уф-гидрометра для исследования поля абсолютной влажности в атмосфере

• Автор: Мезрин, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Долгопрудный
• Количество страниц: 128 c. : ил

1. Теоретические основы способа оцределения абсолютной

влажности воздуха

1.1. Выбор пути поглощения излучения

1.2. Оценка чувствительности способа к кислороду и другим фоновым газам

1.3. Выбор диапазонов длин волн

1.4. Выводы

2. Экспериментальное исследование способа

2.1. Выбор оптических деталей конструкции УФ-гигро-метра

2.2. Экспериментальное исследование приемника излучения

2.3. Устройство и цринцип работы УФ-гигрометра

2.4. Рабочая формула УФ-гигрометра

2.5. Измерение коэффициента чувствительности гигрометра к изменению абсолютной влажности и плотности сухого воздуха
2.6. Исследование температурной погрешности и диапазона работоспособности УФ-гигрометра по температуре исследуемого воздуха
2.7. Исследование амплитуды собственных шумов и постоянной времени УФ-гигрометра
2.8. Выводы
3. Методика измерения абсолютной влажности с самолета
3.1. Конструкция обтекателя для датчика УФ-гигрометра
и оценка ошибок, связанных с его использованием

3.2. Определение случайной и систематической ошибок оамолетных измерений
3.3. Исследование ошибок УФ-гигрометра путем параллельных измерений
3.4. Выводы
4. Экспериментальные данные и их анализ
4.1. Результаты исследования зоны фронтальных разделов
4.2. Результаты исследования слоистообразных облаков,
4.3. Результаты исследования конвективной облачности
4.4. Выводы
Заключение
Литература
Приложение I "Протокол испытаний УФ-гигрометра".
Приложение П "Отчет о сравнении показаний конденсационного гигрометра 137СЗ и УФ-гигрометра ЦАО
(уфг-1)*:

Абсолютная влажность воздуха является одной из наиболее важных величин, характеризующих состояние атмосферы Земли и ее изменчивость. От влажности зависит радиационный теплообмен, возможное количество осадков, а также фазовые притоки тепла, играющие важную роль в энергетике атмосферных процессов.
Поле абсолютной влажности при отсутствии фазовых переходов отражает пространственное распределение слабых упорядоченных вертикальных движений атмосферы, непосредственное измерение которых современными средствами не представляется возможным.
Основным источником данных о распределении абсолютной (удельной) влажности в атмосфере является радиозондирование и сетевое самолетное зондирование. Аэрологические наблюдения представляются наиболее полными и обширными, и поэтому служат исходным материалом для климатических исследований. На их основании определено влагосодержание вертикального столба воздуха для различных метеорологических ситуаций / 36 /, подучена эмпирическая формула для средне-сезонного распределения удельной влажности по высоте / 36 /. Изучены корреляционные соотношения температуры и удельной влажности в зависимости от наличия облачности и времени года / 19 /. Самолетные измерения в совокупности с визуальными наблюдениями позволили связать статистическую структуру поля влажности с нижней и верхней границами облаков /19, 20 /. На основании обработки большого количества измерений относительной влажности в слоистообразных облаках получено значение влажности, близкое к насыщающему (93-107%) / 19 /. Однако эти измерения из-за ошибок имеют пока только методическую ценность.
-‘50

изменялась от 4,6 до 1,1 г/м . Тогда из формулы (2.11)
А Ü,і

*—---кя

(2.15)
ИЛИ *1 П.

IS _ Л и#ых + Л Ррк Kg
_ л ивых
Величина -дЛ— определялась по тангенсу наклона црямой и вых^ (у0^£> ) (Рис. 5.3 "Приложения 7 " ),
~^ргг “ по прямой (рис. 5.3). Точность
определения уОр^ , ^рк находилась формул (2.8) :
/О _ вРк
/ Я/Г — *т» о
J К/г. * Рк
£J<
Погрешность измерения 7^^ , соответствующая согласно паспорту генератора "Диполь" 0,1°С, существенно не влияет на точность определения . Ошибка определения ЄРк при положительных
температурах 0,01 • Ррк (I% относительной влажности), т.е. относительная ошибка в определении уО^ составляет 1% при давлении Ррк НООгПа, где значение J°pK близко к насыщающему,
4,4% - при 250 гПа. Точность в определении Ррк - 4 гПа.

Поэтому относительная ошибка в определении р изменяется в
^ Риг
пределах от 0,4% до 1,6%. При определении А JOpK абсолютные