Трехкомпонентный доплеровский содар и его применение в исследованиях атмосферного пограничного слоя
Диссертация
Основные результаты, полученные в диссертации, докладывались и обсуждались на У1 Всесоюзном симпозиуме по лазерному и акустическому зондированию атмосферы (Томск, 1980 г.), ХШ Всесоюзной конференции по распространению радиоволн (Горький, 1981 г.), У1 Всесоюзном совещании по радиометеорологии (Таллин, 1982 г.), УП Всесоюзном симпозиуме по лазерному и акустическому зондированию атмосферы (Томск… Читать ещё >
Содержание
- 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
- 1. *1. Дистанционные методы исследования поля скорости ветра
- 2. 1. Вертикальный доплеровский содар
- 2. 2. Двухкомпонентный наклонный доплеровский содар
- 2. 3. Сопоставление дистанционных и прямых измерений скорости ветра
- 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
- 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
Список литературы
- Brown E.H., Hall P.P. Advances in Atmospheric acoustics. Rev. of Geophys. and Space Phys., 1978, v.16, No.1, p.47−110.
- Каллистратова M.A., Шаманаева Л. Г. Акустическое зондирование атмосферного пограничного слоя. УШ Всесоюзн.симп. по лазерному и акуст. зондированию атмосферы. Тезисы докладов, ч. П, Томск, 1984, оЛ03−113.
- Atlas D. Indirect probing techniques. Bull. Amer. Meteor. Soc., 1962, v.43, No.9, p.457−466.
- McAllister L.G., Pollard J.R., Mahoney A.R., Show P.J.R. Acoustic sounding a new approach to the study of atmospheric structure. Proc. IEEE, 1969, v.57, p.579−587.
- Beran D.W., Little C.G., Willmarth B.C. Acoustic Doppler measurements of vertical velocities in the atmosphere. Nature, 1971, 230, p.160−162.
- Marshall J.M., Peterson A.M., Barness A.A.Jr. Combined radar-acoustic studing system. Appl. Opt., 1972, v.11, No.1, p.108−112.
- North E.M., Peterson A.M., Parry N.P. RASS, a remote sensing system for measuring low-level temperature profiles. Bull. Amer. Met. Soc., 1973, v.54, N0.9, p.912−920.
- Prankel M.S., Peterson A.M. Remote temperature profiling in the lower troposphere. Radio Science, 1976, v.11, No.3,p.157−166.
- Little C.G. Acoustic method for the remote probing of the lower atmosphere. Proc. IEEE, 1969, v.57, p.571−578.
- Гурвич A.O., Кон А.И., Налбандян О. Г., Татарский В. И. Методы радиоакустического зондирования атмосферы. Препринт 00ФАГ. М., 1976, 45 с.
- Обухов A.M. О рассеянии звука в турбулентном потоке. ДАН СССР, 1941, т.30, C.6II-6I4.
- Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. М., Наука, 1967, 548 с.
- Блохинцев Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды. М., Наука, 1981, 208 с.
- Thomson D.W., Coulter R.L. Analysis and simulation of phase coherent acdar sounding measurement. Jour, of Geoph. Res., 1974, v.79> N0.36, p.5541−5549.
- Герасгок H.E., Каллистратова M.А., Каргокин Г. А., Мартвель Ф. Э., Неверовский К. В. Акустический локатор для исследования атмосферной турбулентности. Изв. АН СССР, ФАО, 1981, т.17, № I, стр.98−102.
- Монин A.C. Некоторые особенности рассеяния звука в турбулентной атмосфере. Акуст. журнал, 1961, т.7, № 4, с.457−461.
- Каллистратова М.А. Экспериментальное исследование рассеяния звука в турбулентной атмосфере. ДАН СССР, 1959, т. 125, с.69−72.
- Каллистратова М.А. Экспериментальное исследование рассеяния звуковых волн в атмосфере. Труды ИФА АН СССР, «Атмосферная турбулентность», 1962, т.4, с.203−256.
- Вeran D.W., Willmarth B.C., Carsey F.S., Hall F.F. An acoustic Doppler wind measuring system. J.Acoust.Soc.Amer., 1974, V.55, p.334−338.
- Андрианов В.A., Арманд H.A., Ветров В. И., Шуба В. Д. Акустический локатор и условия его работы в приземном слое атмосферы. У Всесоюзн.симп. по лазер, и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл., ч. Ш, Томск, 1978, с.74−77.
- Андрианов В.А., Ветров В. И., Вуколиков В. М., Олейников А. Я., Стрельников В, Н. Система автоматизированной обработки данных доплеровского акустического локатора. УШ Всесоюзн.симп.по лаз. и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл., ч. П, Томск, 1984, с.217−221.
- Арманд H.A., Андрианов В. А., Александров А. Л., Ветров В. И., Шуба В. Д. Условия работы акустического локатора в пограничном слое атмосферы. Радиотехника и электроника, 1980, т. ХХУ, № 4,с.685−695.
- Андрианов В.А., Арманд H.A., Ветров В. И., Кальцин В. А. Измерение характеристик акустического сигнала при вертикальном зондировании пограничного слоя атмосферы. Радиотехника и электроника, 1980, т. XX, № 9, C. I80I-I809.
- Красненко Н.П., Молчанов Б. Н., Фурсов М. Г. Т^ехканальный акустический локатор МАЛ-2 для дистанционного зондирования атмосферы. УП Всесогозн.симп.по лазер. и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл., ч. П, Томок, 1982, с.264−266.
- Гладких В.А., Съедин В, Е., Фурсов М. Г. Акустический метеолокатор для дистанционного зондирования атмосферы. У Всесоюзн.симп. по лазер. й акуст. зондир, атмосферы. Тезисы докл., ч.Ш. Томск, 1978, с.84−89.
- Красненко Н.П., Федоров В, А., Фурсов М. Г. Результаты экспериментальных исследований пограничного слоя атмосферы с помощью акустического локатора. У1 Всесоюзн.симп.по лазер. и акуст. зондир, атмосферы. Тезисы докл., ч.П. Томск, 1980, с.135−138,
- Красненко Н.П., Одинцов С. Л. Акустическое зондирование структурных постоянных флуктуаций температуры и скорости ветра. Там же, с.150−153.
- Зуев В.Е., Красненко Н. П., Федоров В.А, фурсов М, Г, Акустическое зондирование пограничного слоя атмосферы. ДАН СССР, 1981, т.257, № 5, с.1092−1096.
- Алехин В.И., Рыженко А. И., Сидько В. И., Сидоров Г. И. Измерение скорости ветра непрерывным доплеровским акустическим локатором в условиях аэропорта. Тезисы докл. У1 Всесоюзн.совещ. по радиометеорологии. Таллин, 1982, с.156−157.
- Каллистратова М.А., Карюкин Г. А., Куличков С. Н., Кедер Й, Петенко И.В., Тиме H.G. Сопоставление качественных и количественных измерений температурной турбулентности моностатическим сода-ром. Изв. АН СССР, ФАО, 1984, т.20, JR 2, с.162−171.
- Каллистратова М.А., Карюкин Г. А., Кедер Й., Куличков С. Н., Петенко И. В., Тиме Н. С. Исследование температурной турбулентности АПС моностатическим содаром. МЭСП-81. Потсдам, 1983.
- Кедер Й., Петенко И. В. Исследование устойчивости пограничного слоя атмосферы методом акустического зондирования в МЭСП-81. МЭСП-81. Потсдам, 1983, с.53−56.34. 1урьянов А.Э., Каллистратова М. А., Карюкин Г. А., Петенко
- И.В. Ночные содарные измерения структурной характеристики нокаут2зателя преломления Ln в пограничном слое атмосферы и оценка качества астрономического изображения. Астрономический циркуляр, 1983, № 1283, с.3−6.
- Каллистратова М.А., Карюкин Г. А., Петенко И. В., Тиме Н. С., Шурыгин Е. А. Содарные астроклиматические исследования. Астрономический журнал /в печати/.
- Каллистратова М.А., Кедер Й., Петенко И. В., Тиме Н. С. Измерения профилей скорости ветра содарным анемометром в инверсионных и конвективных условиях. Изв. АН СССР, ФАО /в печати/.
- Карюкин Г. А. Измерение температуры и ее флуктуаций в пограничном слое атмосферы методами радиоакустического и акустического зондирования. Диссертация. ИФА АН СССР, Москва, 1982.
- Каллистратова M.А., Петенко И. В., Шурыгин Е. А. Синхрон- ' ные акустические измерения вертикальных профилей температуры, г 2скорости ветра и Ьт в инверсионных условиях. Сб. трудов сеш-нара по цроекту 15-КАПГ. Хуранов АССР/, 1983, с.137−144.
- Налбандян О.Г. Рассеяние электромагнитных волн от звуковой волны, распространяющейся в турбулентной атмосфере. Изв. АН СССР, ФАО, 1976, т.12, № 8, с. 877−880.
- Кон А.И., Татарский В. И. Частотный спектр сигнала при радиоакустическом зондировании. Изв. АН СССР, ФАО, 1980, т.16, № 3, с.219−228.
- Кон А. И. Дифракционные эффекты при радиоакустическом зондировании атмосферы. У1 Всесоюзн.симп.по лазер. и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл. ч.П. Томск, 1980, с.195−198.
- Налбандян О.Г. К теории радиоакустического зондирования атмосферы. Изв. АН СССР, ФАО, 1977, т.13, с.245−259.
- Карюкин Г. А. Оценки возможностей реальных систем радиоакустического зондирования атмосферы. Препринт ИФА АН СССР. М, 1981, 32с.
- Карюкин Г. А. Влияние ветра на работу реальных систем радиоакустического зондирования атмосферы. Изв. АН СССР, ФАО, 1982, т. 18, & I, с.38−45.
- Frankel M.S., Chang N.S.F., Sanders M.J. A high-frequency radio-acoustic sounder for remote measurement of atmospheric winds and temperature. Bull.Amer.Meteor.Soc., 1977, 58, p.928−934.
- Бабкин С.И., Милосердова Г. Н., Орлов М. Ю., Пахомов Ю. И., Прошкин Е. Г., Ульянов Ю. Н., Юрчак B.C. Оцределение температуры, скорости и направления ветра в приземном слое атмосферы. Метеорол. и гидрол., 1980, № 8, с.36−45.
- Бабкин С.И., Куценко В. И., Пахомов Ю. А., Прошкин Е.Г.,
- Ульянов Ю.Н. Система радиоакустического зондирования атмосферы сантиметрового диапазона волн. У Всесогозн.симп.по лазер. и акуст. зондир.атмосферы. Тезисы докл., ч.Ш. Томск, 1978, с.143−147.
- Макарова Т.И. Измерение профилей температуры радиоакустическим зондированием в приземном слое атмосферы. Изв. АН СССР, ФАО, 1980, т.16, № I, с. II8-I20.
- Макарова Т.И. Измерение скорости ветра двухлучевым радиоакустическим зондированием. Изв. АН СССР, ФАО, 1980, т.16, № 5,с.533−536.
- Макарова Т.И. Радиоакустическое зондирование приземного слоя атмосферы. Диссертация. ИФА АН СССР, М., 1980.
- Bonino G., Lombardini P.P., fellow, A metric wave radio-acoustic tropospheric sounder. IEEE, Transaction on geoscience electronics. 1979, v. GE-17, No.4, p.179−181.
- Bonino G., Lombardini P.P., Longhetto A., Trivero P. Radioacoustic measurement of fog-capping thermal inversions. Nature, 1981, v.290, No.5802, p.121−123.
- Peters G. Ein kombiniertes akustic-electromagnetisches messystem zur indirecten bestimmung des wind und temperatur feldes inder gremchicht. Ann.Meteor. New Folge, 1980, 15, 17−20.
- Ази.зян Г. В., Бовшеверов B.M., Горелик А. Г., Егоров М. Ю., Каллистратова М. А., Карюкин Г. А., Князев Л. В. Опыт измерения температурных профилей в нижней тропосфере методом радиоакустического зондирования. Изв. АН СССР, ФАО, 1981, т.17, № 2, с.153−159.
- Бовшеверов В.М., Каллистратова М-А., Князев Л. В., Горелик А. Г., Егоров М. Ю. Радиоустройство системы термического зондирования атмосферы методом РАЗ. Метеорол. и гидрол., 1981,№ 3,с.120−123.
- Ravussin P. Remote acoustic electronic sounding (RACES). The boulder low-level intercomparison experiment. Preprint of WMOreport. Boulder. Colorado, 19S0, p.38−46.
- Азизян Г. В., Белявская В. Д., Бовшеверов В. М., Каллистратова М. А., Каргокин Г. А., Петенко И. В. Комплексное акустическое и радиоакустическое зондирование пограничного слоя атмосферы. Изв. АН СССР, ФАО, 1982, т.18, 10, с.1036−1042.
- Азизян Г. В., Каллистратова М. А., Мартвель Ф. Э., Петенко И. В., Тиме Н. С. Измерение скорости ветра содарным анемометром. Изв. АН СССР, ФАО, 1984, т.20, № I, с. 100−104.
- Петенко И.В., Шурыгин Е. А. Радиосодарный комплекс для измерения метеорологических и турбулентных параметров пограничного слоя атмосферы. УП Всесогозн.сипм.по лазер. и акуст.зондиров. атмосферы. Тезиоы докл., ч. П, Томск, 1982, с.270−272.
- Петенко И.В., Шурыгин Е. А. Радиосодарный комплекс для дистанционных синхронных измерений скорости ветра, температуры и ее флуктуаций. Изв. АН СССР, ФАО, 1984, т.20, № 8, с.771−773.
- Петенко И.В. Автоматизированная радиосодарная система ветрового и температурного зондирования атмосферного пограничного слоя. Препринт ИФА АН СССР. М., 1984, 48с.
- Каллистратова М.А., Кедер Й., Петенко И. В., Тиме Н. С. Опыт измерения скорости ветра методом акустического зондирования. 71 Воесоюзн. совещание по радиометеорологии. Тезисы докл., Таллин, 1982, с. 156.
- Каллистратова М.А., Кедер Й., Петенко И. В., Тиме Н. С. Опыт измерения скорости ветра методом акустического зондирования. Труды У1 Всесоюз.совещ.по радиометеорологии. Гидрометеоиздат, Л., 1983.
- Каллистратова М.А., Карюкин Г.А, Мартвель Ф. Э., Петенко И. В., Тиме Н. С. Сравнение результатов дистанционных /содарных/ и локальных методов измерений скорости ветра. Сб. МЭСП-81. Потсдам, 1983.
- Farley D.T., Balsley В.В., Swartz W.E., La Hoz Z.C. Tropical wind measured by the Arecib radar. Journ. of Appl.Meteor., 1982, v.18, No.2, p.227−230.
- Chadwick R.B., Moran K.R., Morrison R.G., Campbell W.C. Microwave radar wind measurement in clear air. Radio Sci., 1976, v.11, No.10, p.795−802.
- James P.K. A reviero of the tropospheric in clear air condition. Radio Sci., 1980, v.15, No.2, p.151−175.
- Жежерин B.P., Князев JI.В. Применение системы с ЛЧМ для исследования пограничного слоя атмосферы. Изв. АН СССР, ФАО, 1984, т.20, № 9, с. 771−775.
- Post M.J., Schwiesov R.L., Cupp R.E., Haugen D.A., New-Kam J.T. A comparison of anemometer and lidar-sensed wind velo-sity data. Jour, of Appl.Meteor., 1978, v.17, No.8, p.1179−1181.
- Hall F.F., Huffaker R.M. Doppler lidar measurement case studies. Annual meeting Optical Soc. of Amer., abstract, Journ. of Opt.Soc.of Amer., 1982, v.72, No.4, p.1801 .
- Банков Ю.П., Захаров B.M., Крученицкий Г. М., Лысенко Б.М.
- Корреляционный метод для измерения скорости ветра. 71 Всесоюзн. симп. по лазер.и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл., ч.1, 1980, Томск, с. 180.
- Юрча Н.И., Матвеенко Г. Г., Воеводин Ю. М. Измерения скорости ветра при помощи корреляционного лидара со сканированием. УН Всесоюзн.симп.по лазер. и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл., 4.1. 1982, Томск, с. 234.
- Орлов М.Ю. Радиоакустическое зондирование атмосферы. Гидрометеорология, сер. Метеорология /обзорная информация/, вып.7, изд. ВНИИ 1МИ-МЦД, Обнинск, 1982, 52 стр.
- Owens E.J. Microcomputer-controlled acoustic echo sounder. Boulder, 1977, 76 p.
- Hopper V.D. Acoustic sounding of the atmosphere. Endeavour, 1978, v.2, Ho.3, p.121−126.
- Красненко Н.П., Одинцов С. Л. Оптимальные частоты акустических метеолокаторов. Препринт. Томск, 1982, 24 стр.
- MacCready R. Doppler acoustic system for wind profiling (AVIT). The Boulder low-level intercomparison experiment. World Met.Org.Rep., 1980, Ho.3, Geneva, p.70−76.
- Salomonsson S. Swedish sodar system. Там же, p.81−86.
- Beran D.W., Mandic P.A., Hardesty P.A., Straush R.G. The Dulles airport acoustic-microwave radar wind and wind shear measuring system. Bull.Amer.Met.Soc., 1977, v.58, No.9, p.910−918.
- Peace R.L., Van Nuys. The Xondar. The Boulder low-level intercomparison experiment. World Met.Org.Rep., 1980, No.3> Geneva, p.87−97.
- Melling H., List P.. Doppler velocity extracted from atmospheric acoustic echo using a zero-crossing technique, J.Appl.Met., 1978, v.17, v.17, No.9, p.1274−1285.
- Азизян Г. В., Карюкин Г. А., Петенко И. В. Система автоматической обработки радиоакустического сигнала в реальном масштабе времени. У1 Всесоюзн.симп.по лазер. и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл., ч. П, Томск, 1980, с. 2II-2I4.
- Азизян Г. В., Карюкин Г. А., Петенко И. В. Система автоматической обработки радиоакустического сигнала в реальном масштабе времени. Изв. АН СССР, МО, 1981, т.17, № б, с. 661−663.
- Тихонов В.И. Выбросы случайных процессов, М, Наука, 1970, 292 с.
- Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Ч. 2. М., Наука, 1968, 503 с.
- Spizzichino A. Discussion of the operating conditions of a doppler sodar. J.Geophys.Res., 1974, v.79, p.5585−5591.
- Salomonsson S. Doppler sodar for wind measurements. Swedish Space Corporation. Stockholm, 1982.
- The Boulder low-level intercomparison experiment. World Met.Org.Hep., 1980, No.3, Geneva.
- Peters G., V/amser G. Hinzreter H. Acoustic Doppler and angle of arrival wind detection and comparisons with direct measurement at a 300 m mast. Journ. of Appl.Meteor., 1978, v.17"1. No.8, p.1171−1178.
- Balser M., Netterville D. Measuring Wind turbulence with Doppler-acoustic radar. Amer.Meteor.Soc., v.20, No.1, p.27−35.
- Стеризат M.C. Метеорологические приборы и наблюдения. JI., Гидрометеоиздат, 1968, 463 с.
- Морозов ВЛ1 Синхронный фильтр. Радио, 1972, № II, с.53−54
- Gera B.S., Sarkar S.K. Sodar as an indicator of microwave propagation characteristics. Indian J. Radio and Space Phys., 1980, v.9, lTo.5, p.86−89.
- Harris C.M. Effects of humidity on the velocity of sound in air. J. Ac oust .So с .Amer., 197V v.49, No.3, pt.2, p.890−893.
- Устройство специализированное управляющее вычислительное «Электроника ДЗ-28». Паспорт И5 МЗ.857Л00−01.01.ПС.
- Бовшеверов В.М., Карюкин Г. А. О точности радиоакустического зондирования. Труды У Всесоюзного совещания по радиометеорологии. М., Московское отделение Гидрометеоиздата, 1981, с.276−281.
- Каллистратова М.А., Кон А.И. Современный взгляд на метод радиоакустического зондирования атмосферы. УШ Всесоюзн.симп.по лазер. и акуст.зондир.атмосферы. Тезисы докл., ч.П. Томск, 1984, с.82−91.
- Воронцов П.А. Аэрологические исследования пограничного слоя атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, I960, 452 с.
- Орленко Л.Р., Курнакова Т. А. Профиль ветра в пограничном слое атмосферы по экспериментальным данным. Труды ГГО, 1970, вып. 257, с.64−74.
- Орленко Л.Р., Шкляревич О. Б. Некоторые особенности в распределении ветра и температуры в пограничном слое в холодный период. Труды ГГО, 1973, вып. 297, с.184−197.
- Орленко Л.Р., Шкляревич О. Б. Об использовании данных высотных метеокомплексов при физико-статистических исследованиях пограничного слоя атмосферы. Труды ЦВГМО, 1975, вып.5, с.53−60.