Развитие и модернизация технологий метеорологических радиолокационных наблюдений

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Радиолокационная модель градовых облаков 7
1.1 Градовые осадки 7
1.2 Град, растущий в облаке 14
2 Сопоставление радиолокационных параметров облаков
для длин волн ?=5,3 и 10 см 27
2.1 Программа LMMRDV-2.0 для двумерного и трехмерного
представления радиолокационных данных 27
2.2 Анализ и сопоставление радиолокационных данных МРЛ-5
и ДМРЛ-С для конвективных облаков различной мощности. 28
2.2.1. Градовый процесс 25.05.23 г построенный с помощью
программы LMMRDV-2.0 29
2.2.2 Градовый процесс 22.05.23г 32
2.2.3 Градовый процесс 24.05.23г 34
2.2.4 Градовый процесс 09.08.23г 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
Список использованной литературы 42

Весь текст будет доступен после покупки

Одним из наиболее опасных явлений погоды являются интенсивные градобития, наносящие ощутимый ущерб экономике регионов. Этот факт обусловливает большой интерес, который проявляется к всестороннему детальному изучению градовых процессов. Экспериментальные и теоретические исследования конвективных облаков имеют своей целью выявление закономерностей всех процессов, происходящих в них. К наиболее эффективным методам непосредственного исследования мощных конвективных процессов относятся радиолокационные наблюдения.
Большой опыт использования метеорологических радиолокаторов показал возможность определения макро и микроструктуры градовых облаков. Развитие методов радиолокационного исследования позволили выявить структуру мощных конвективных облаков, провести их классификацию и изучить пространственно-временную изменчивость радиолокационных характеристик отдельных конвективных ячеек. Между тем, физически обоснованная интерпретация радиолокационных данных связана с определенными трудностями технического и методического характера. Достоверность представления такой информации определяется адекватностью физической модели, лежащей в основе решения обратной задачи радиолокации, реальными спектральным и рассеивающим свойствами градовых осадков. Поэтому совершенствование научных представлений о процессах, происходящих в облаке, может повысить информативность отраженного радиолокационного сигнала.

Весь текст будет доступен после покупки

РАДИОЛОКАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ГРАДОВЫХ ОБЛАКОВ

Адекватность радиолокационной модели градового облака может быть основана на правильном численном описании актов взаимодействия радиолокационного сигнала с рассматриваемой дисперсной средой [13, 14]. Для града необходимо различать рассеяние и ослабление радиолокационного излучения на частицах, растущих в облаке, и частицах, составляющих осадки. За счет обоснованной параметризации пространственно-временной изменчивости структуры облаков и осадков должны быть усовершенствованы существующие численные схемы расчета радиолокационных характеристик гидрометеоров при учете динамики изменения физических характеристик последних.
В отличие от достаточно хорошо развитой статической радиолокационной модели града в работах [1, 8-10] и др. в данной работе сделана попытка представить динамическую радиолокационную модель градового облака, учитывающую изменения параметров поверхности градин в процессе их роста и таяния. Такая модель состоит из двух независимых частей (подмоделей):
• радиолокационная подмодель градовых осадков;
• радиолокационная подмодель града, растущего в облаке.

1.1 Градовые осадки

В теплой части атмосферы выпадающие градины начинают таять и покрываться пленкой талой воды, которая может при определенных условиях срываться с ее поверхности, образовывая капли дождя. Аэродинамические условия срыва избыточной влаги с поверхности градины определяются скоростью ее обдува и, следовательно, размером последней. Построение модели выпадающего града создано на результатах, полученных в [3, 4, 15-17].
В работе [4] исследуется процесс таяния полидисперсного ансамбля градовых частиц при их падении в стратифицированной атмосфере. При этом рассматриваются некоторые теоретические аспекты:
• образование и рост водяной пленки на поверхности градин;
• срыв пленки и формирование спектра капель;
• изменение обоих спектров в процессе падения;
• формирование и трансформация радиолокационной отражаемости на трех длинах волн.
Методика расчета таяния заключалась в следующем. Скорость таяния градин определялась выражением
, (1)
где r – радиус ледяного ядра; h – толщина водяной пленки, ; , L – скрытая теплота таяния и конденсации соответственно; ? – плотность градины, в расчетах принималась равной 0,8 г/см3; ?в – коэффициент теплопроводности воздуха; D – коэффициент диффузии водяного пара в воздухе; – ветровой множитель; К – коэффициент шероховатости градин, принимался равным 1,5; ? – числовой множитель, равный ; v – установившаяся скорость падения градины; – температура окружающего воздуха; КT – коэффициент турбулентной теплопроводности в водяной оболочке.
Для определения коэффициента турбулентного теплообмена по всей толщине пленки Кт было использовано соотношение, полученное в [7]:

Весь текст будет доступен после покупки

1. Абшаев М.Т., и др. Руководство по применению радиолокаторов МРЛ-4, МРЛ-5, МРЛ-6 в системе градозащиты. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 230 с.
2. Бекряев В. И., Воробьев Б. М. Струйная модель облачной конвекции. Численный эксперимент // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1972. № 9. С.925-935.
3. Будак И. В., Дьячук В. А., Рудько Ю. С. О генерации капель осадков тающими градинами // Труды УкрНИИ. 1985. № 206. С. 20-28.
4. Жекамихов Х.М., Инюхин В.С, Макитов В.С. Трансформация радиолокационных характеристик спектра тающего града // Труды ВГИ. 1989. Вып. 79. С. 83-89.
5. Жекамухов М.К. Некоторые проблемы формирования структуры градины. М.: Гидрометеоиздат, 1982. С.162.
6. Жекамухов М.К., Жакамихов Х.М, Инюхин В.С. Расчет радиолокационной отражаемости градовых облаков в стадии их максимального развития // Труды ВГИ. 1989. Вып.74. С. 44 -53.
7. Качурин Л. Г. Гашин Л.И. О плотности и структуре льда, растущего в потоке переохлажденного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1968. Т. 4. №1. С.93-96.
8. Пытьев Ю.П., Инюхин В.С., Толмачев В.В. Некоторые результаты численного моделирования радиолокационных характеристик неоднородного града // Труды ВГИ. 1987. Вып. 67. С. 85-90.

Весь текст будет доступен после покупки