WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 17 |

Величко, александр павлович разработка ик­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы москва

-- [ Страница 1 ] --

ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ

Величко, Александр Павлович

Разработка ИК­радиометрического комплекса,

обеспечивающего дистанционный контроль и

исследование облаков и прозрачности

атмосферы

Москва

Российская государственная библиотека

diss.rsl.ru

2007

Величко, Александр Павлович.

   Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. ... канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской Государственной Библиотеки).

Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Полный текст:

http://diss.rsl.ru/diss/07/0255/070255030.pdf Текст воспроизводится по экземпляру, находящемуся в фонде РГБ:

Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Российская государственная библиотека, 2007 (электронный текст) 61:07-5/ московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

Величко Александр Иавлович

РАЗРАБОТКА ИК-РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА,

ОБЕСИЕЧИВАЮЩЕГО ДИСТАИЦИОИНЫЙ КОНТРОЛЬ И

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛАКОВ И ИРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ

Специальность 05.11.13 -Нриборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

ДИССЕРТАЦИЯ

НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕНЕНИ

КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Научный руководитель:

Д.Т.Н., доц. МГУПИ Гарипов В.К.

ГЛАВА 1, Теоретические осиовы дистанционных измерений 1.1. Основные задачи, которые позволяют решить применение ИК-радиометрического метода зондирования окружающей среды 1.2. Основные характеристики прозрачности атмосферы 1.3. Основные радиационные характеристики облаков 1.4. Влияние облачности на перенос радиации в атмосфере 1.5. Исследования переноса ИК-излучения в облаках по ослаблению излучения высокотемпературного источника ГЛАВА 2. Разработка аппаратурного ИК-комплекса и методов 2.1. Измерение радиационной температуры НГ облаков из 2.2. Температурное сканирование движущегося метеообъекта 2.3. Метод измереьшя плотности оптически 2.4. Методики обработки экспериментальных данных ГЛАВА 3. Разработка и обоснование методов калибровки 3.1. Повышение стабильности в работе ИК-радиометров ПО 3.2. Методы градуировки ИК-радиометрической аппаратуры ГЛАВА 4. Разработка фотографических методов определения 4.1. Фотографический метод определения высоты метеообъекта... 4.2. Мегоджи расчета скорости движения облака по фотоснимкам, полученным цифровой камерой ИК-радиометрического комплекса

ПРИЛОЖЕНИЯ

фотометрической аппаратуры, предпазпаче1шой для дистанционного контроля прозрачности пограничного слоя атмосферы, содержания в атмосфере водяного пара, а также метеопараметров облачности различных TIfflOB.

Применение для этих целей дистанционных методов - ИКрадиометрического и фотографического - позволяет оперативно определять основные параметры облачности (высота нижней границы, водность и водозапас облака, плотность оптически полупрозрачных облаков) и атмосферного пограничного слоя (тип стратификации, вертикальные профили ветра и его направление, прозрачность АПС).

Актуальность темы.

текущего состояния атмосферы с поверхности земли и со спутников в течение многих лет привлекает внимание отечественных и зарубежных ученых и инженеров. Создан щирокий арсенал приборов, работающих в оптическом и микроволновом диапазонах длин волн. Эти приборы нашли щирокое применение как в оперативной практике, так и в научных исследованиях, связанных с изучением строения атмосферы и динамических процессов, протекающих в ней.

Вместе с тем, совершенствование и создание новых дистанционных методов и аппаратурных комплексов дистанционного контроля атмосферы осталось, и еще в течение многих лет будет оставаться одним из наиболее перспективных направлений развития метеорологического приборостроения.

Особое внимание в этих работах занимает разработка аппаратурных комплексов, работающих в видимом диапазоне длин волн и в «окне прозрачности» атмосферы 8 - 1 4 мкм. Показшю, что использование этого диапазона в сочетании с приборами, работающими в ближней ИК-области спектра и микроволновом диапазоне, позволяет получить много полезной информации о состоянии атмосферы, которую можно использовать в оперативной метеорологической практике, экологии и для изучения физических процессов, протекающих в атмосфере.

Особый научный интерес представляют исследования процессов, протекающих на стадиях зарождения и начальных этапах развития кучевой облачности. Рещение этой задачи необходимо для понимания термодинамического состояния атмосферы, приводящего к образованию мощно-кучевой и кучево-дождевой облачности. Для получения соответствующей информации роль оптических методов и приборов, в том числе работающих в «окне прозрачности» атмосферы, трудно переоценить.

Несмотря на большие успехи и достижения в области оптического приборостроения, радиоэлектроники и вычислительной техники многие проблемы в метеорологии не решены. В частности, проведение высокоточных измерений радиационных потоков в условиях реальной атмосферы, когда температура и влажность окружающей среды может изменяться в очень широких пределах, представляет сложную и до сих пор до конца не решенную техническую задачу.





оперативного определения загрязнения воздуха в приземном слое и определения параметров полупрозрачной облачности, особенно в зимний период.

Цель диссертационной работы.

Разработка ИК-радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков различных типов и прозрачности атмосферы.

Для достиже1шя поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать методики измерений и алгоритмы, позволяющие при известных хараетеристиках атмосферы и ИК-радиометрической излучения в спектральной полосе А, = 8 - 14 мкм, общим содержанием в атмосфере водяного пара и аэрозоля;

- определить высоту нижней граниЩ)1 облака, используя модель:

облако - атмосфера - подстилающая поверхность;

- с учетом влияния подоблачного слоя определить водность, фоторегистрирующую аппаратуру.

3. Разработать методы и устройства, обеспечивающие калибровку низкотемпературную область, когда уровень радиащюнных потоков, несущих полезную информащпо об атмосфере мал, а уровень излучения окружающей среды достаточно высок.

4. Исследовать функщюнальные возможности разработанной измерительной аппаратуры в реальных условиях.

5. Разработать оперативный метод непрерывного контроля за состоянием рабочей аппаратуры в лабораторных и полевых исследований.

Изучение комплекса проблем, связанных с переносом оптического излучения в безоблачной атмосфере и полупрозрачной облачности, оценка возможности решения обратной задачи определения водности облаков по результатам обработки данных совместных ИК- и СВЧ-радиометрических, лидарных и радиолокационных измерений. Такой подход позволяет существенно продвинуться в понимании того, как образуется, развивается или распадается облачность.

Решение этих сложных проблем невозможно без учета влияния термодинамического состояния атмосферы: вертикальных профилей температуры, влажности и ветрового поля, а также наличия и распределения в атмосфере аэрозоля и учета их влияния на перенос оптического и радиоизлучения в атмосфере. Последние сведения позволяют более полно и точно определить погрешности, которые могут возникнуть при решении обратных задач, связанных с определением водности, водозапаса, ледности, а также термодинамической стратификации атмосферы.

Постановка задачи и нреднолагаемый нодход к ее решению.

Ранее в различных организациях, в том числе и в МГУПИ, были теоретически и экспериментально обоснованы методы, основанные на одновременном применении разрабатываемых лидарно-радиометрических методов. Для исследования использовалась высокочувствительная высокочувствительный лидар.

Было показано, что использование одновременно информации, содержащейся в отраженном и рассеянном сигнале, угловой зависимости и уровне собственного излучения атмосферы, позволяет получать дшшые о прозрачности атмосферы, водозапасе облака, а также о распределении В Д О Т внутри самого облака, и изменении этих величин во времени и нространстве.

Вместе с тем, существует комнлекс вонросов, которые требуют своего решения. К числу таких вонросов относятся исследование переноса онтического излучения в оптически полупрозрачной облачности и нереход от параметров отраженного (излученного) облаком сигнала к параметрам, характеризующим само облако (водность, микроструктура). Значительно осложняет осуществление этого перехода необходимость учета многократного рассеяния и ноглощения оптического излучения ледяными кристаллами неправильной формы.

Решение всех перечисленных выше проблем требует создания прецизионной ИК-радиометрической и оптической аппаратуры.

Научная новизна работы.

1). Разработаны и исследованы методики проведеьгая измерений параметров облачности различных типов на созданном наземном ИКрадиометрическом и фотографическом комплексе.

2). Разработаны и апробированы алгоритмы обработки измеряемых нараметров облачности и атмосферы.

3). Разработан и исследован снособ расширения измеряемого ИКрадиометром температурного диапазона.

4). Разработаны и апробированы оригинальные методы калибровки ИК-радиометрического комплекса.

5). Разработан и обоснован фотографический метод определения высоты нижней гранищ1 облачности.

Практическая ценность работы.

1). На основе элементной и анпаратурной базы последнего автоматизированный ИК-радиометрический и фотографический комплекс дистанцио1шого зондирования для онределения параметров облачности различных типов и контроля прозрачности атмосферы.

2). Впервые проведены долговременные ИК-радиометрические и С 5 Г И 0 Ы И наблюдениями при наличии различных форм облачности

ПП Н КВ М

над районом Москвы. Они показали возможность определения и вариации содержания в атмосфере водяного пара при низких температурах, когда применение других методов, в том числе и традиционного радиозондового метода, мало эффективно, т.к. сопряжено с большими погрешностями.

3). Оригинальные методы калибровки ИК-радиометрического комплекса позволили проводить измерения радиационных потоков, величина теплового излучения которых соответствует температуре «черного тела» (в спектральной полосе 8-14 мкм) 180 - 200°К.

4). Разработанный ИК-радио- и фотометрический комплекс и методика дистанционного зондирования облачности и контроля прозрачности атмосферы могут быть использованы при исследовании и прогнозировании метеорологичекой ситуации, а также для экологического мониторинга в отдельном регионе.

5). Полученные статистические данные об облачности над отдельным районом Москвы могут быть использованы при составлении краткосрочных и долгосрочных прогнозов погоды в мегаполисе.

На защиту выносятся:

теоретически обоснованные методы его калибровки.

2. Методики дистанционного зондирования облачности и контроля нрозрачности атмосферы.

3. Методики обработки полученных экспериментальных данных с подоблачного атмосферного слоя, основанного на использовании данных температурно-влажностного радиозондирования.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 17 |
 


Похожие работы:

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.