WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 17 |

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

-- [ Страница 6 ] --

Анализ данных, приведенных в таблице 1.5, показывает, что существует достаточно высокая корреляция между яркостью нисходящего излучения атмосферы при наличии облаков нижнего яруса и температурой воздуха на уровне их нижней гра1шцы. ги изменяется от 0,5 до 0,9. Столь значительная корреляционная связь между измеренными величинами излучения и температурой воздуха на уровне нижней границы облаков позволяет разработать метод определения высоты облаков по одновременным ИК-радиометрическим и радиозондовым измерениям.

Коэффициенты корреляции между яркостью нисходящего излучения и высотой нижней границы облаков, как показывают данные таблицы 1.5, редко превышают 0,5. Такая довольно слабая связь между указанными величинами частрино связана с тем, что измерения противоизлучения атмосферы проводились в широком диапазоне температур атмосферы.

Поэтому одним и тем же радиационным потокам часто соответствовали различные высоты нижней границы облака. Если все измеренные величины привести к одному и тому же нрофилю температуры, то, как видно из данных, представленных на рис. 1.11 (а, б), связь между энергетической яркостью и приведенными высотами облаков будет значительно выше.

На рис. 1.11а показана зависимость интенсивностей нисходящей радиации при наличии облаков типа (Sc, Sc op, St) от их высоты, измеренных светолокатором. На рис. 1.116 представлены те же величины Яркостей, однако, уже в зависимости от приведенной высоты облака, которая рассчитывалась по формуле:

где Т„, Тнг - соответственно значения температуры воздуха на уровне поверхности Земли и высоте нижней границы облака, измеренной светолокатором; 6.77км - средний температурный градиент в атмосфере.

влагосодержанием г/^? от типа облака показывает, что наибольший гд^ наблюдается для Ci (0,85), а наименьший для облаков нижнего яруса (0,28). Для облаков среднего яруса гд^д = 0,5. Такие величины гд,/г еще раз показывают, что с увеличением высоты облаков растет вклад атмосферы в представленными на рис. 1.12(а-б).

Рис. 1.11. Зависимость интенсивности противоизлучения атмосферы при наличии облаков типа Sc op, St от высоты облаков, измеренных светолокатором (а) и от приведенной высоты (б).

L4.2. Зависимость интенсивности нисходящего излучения атмосферы от влагосодержания для различных форм облаков измерительных функций требует более детального изучения особенностей угловых зависимостей поля нисходящего (восходящего) излучения и определения влияния на эти характеристики облаков различных форм.

В течение 1971 - 1974 годов в ЦАО Госкомгидромета проводились измерения противоизлучения атмосферы при наличии облаков различных форм. Приведенные ниже данные получены из угловых зависимостей поля нисходящего излучения в условиях однослойной облачности.

Так как основным параметром, влияющим на интенсивность нисходящего излучения, является влагосодержание атмосферы, то представляется целесообразным в первую очередь провести анализ данных, полученных при наличии облачности, под тем же углом зрения, что и для безоблачной атмосферы.

Зависимость нисходящего излучения при наличии перистых и высококучевых облаков от общего влагосодержания атмосферы для зенитных углов (0) 0°, 60°, 72°, 78° представлена на рис. 1.12 (а - г) для зимнего, весеннего и летне-осеннего периодов года.

Анализируя данные, приведенные на рисунках 1.12, можно с уверенностью констатировать, что противоизлучение атмосферы при наличии перистых облаков зависргг от общего влагосодержания атмосферы для всех представленных направлений визирования. Такой подход не является неожиданным, поскольку, как показал расчет, основной вклад в противоизлучение безоблачной атмосферы вносит нижний пятикшюметровый слой.

Влияние кристаллических облаков на трансформацию собственного нисходящего излучения атмосферы удобно рассмотреть с помощью следующей модели: на уровень около 7 км помещен плоскопараллельный слой, излучающий по закону Ламберта как серое тело с излучательной способностью около 0,25, что близко к излучающей способности перистых облаков. Если такая модель достаточно хорошо описывает перенос излучения в реальной атмосфере при наличии облачности верхнего слоя, то наибольшее влияние перистых облаков будет при углах визирования, близких к зениту, С увеличением зенитного угла вклад излучения облаков в общую интенсивность нисходящего излучения атмосферы будет уменьшаться.

На рис, 1,12 (а-г) кривая 1 описывает среднюю зависимость измеренных величин нисходящего излучения безоблачной атмосферы от влагосодержания. Пунктирными линиями отмечены среднеквадратичные отклонения точек Ьз (в) для представленных углов визирова1шя и составляющие 9,5; 8,4; 10,2; 11% для летнего периода и 17,9; 10,5; 8,2;

9,0% для зимнего периода; соответственно, для зенитных углов 0°, 60°, 72°, 78°, На рис, 1,12 (а-г) также представлены максимальные отклонения (кривая 2) измеренных величин нисходящего излучения от средней кривой. Летом наибольщие отклонения от средних величин противоизлучения атмосферы наблюдались в условиях приземной дымки и составляли 14,7; 12,5; 41,5; и 42%, соответственно, для зенитных углов 0°,60°,72°,78°, Зимой наибольщие отклонения достигают 30% в зените и составляют 25%, 27,3%, 28,7%, для зенитных углов 60°, 72°, 78°, Сопоставление экспериментальных данных, полученных для безоблачной атмосферы и при наличии перистых облаков, показывает, что для всех сезонов наблюдается значительное влияние кристаллических облаков, видимых с поверхности Земли, Особо следует обратить вьшмание на тот факт, что в 24% случаях для 6 = 0° влияние кристаллических облаков соизмеримо с теми вариациями уровня нисходящего излучения, которые были зарегистрированы для безоблачной атмосферы, В 40% случаев влияние перистой облачности сравнимо с влиянием дымки.





аи^стер мВт В таблице 1.6 представлены данные, характеризующие влияние атмосферы, для зимнего, весеннего и летне-осеннего периодов года и зенитных углов 0°, 60°,72°,78°. В таблице 1.6 приняты следующие обозначения: ni и П2 - число случаев (в процентах), когда влияние кристаллических облаков соизмеримо с возможным влиянием аэрозоля и дымки; AL,ALj^- среднее и максимальное увеличения энергетической 1.7 представлены значения ni и пг для углов 0°, 60°, 72°, 78°, полученные за весь период измерений.

п,, % П2,% Из данных, представленных на рис. 1.12 (а-г) и в таблице 1.6, следует, что наибольший относительный вклад в нисходящее излучение атмосферы дают зим1ше кристаллические облака. Вызванное ими увеличение шггенсивности радиации может достигать 180% в зените и уменьшаться до 100% при в = 78°. На низких углах относительный вклад излучения кристаллических облаков в общую величину нисходящего излучения атмосферы уменьшается и при наличии дымки само их обнаружение становится затруднительным. Интересно отметить, что перистые облака наиболее контрастно регистрируются на фоне безоблачной атмосферы при в = 60°. Такой эффект получен для всех сезонов измерений. Такие увеличения влияния верхней облачности на зенитных углах, близким к 60°, вряд ли случайно. Однако мы не смогли дать достаточно правдоподобного объяснения этому явлению. Оценки показывают, что приведенные в таблице 1.6 величины превыщения энергетической яркости излучения атмосферы при наличии кристаллических облаков могут давать в зависимости от сезона года облака, средняя излучательная способность которых варьирует от 0,13 до 0,30. Отметим, что максимальные значения излучательной способности были зарегистрированы в весенний период года.

Следует отметить также, что только зимой перистая облачность противоизлучения атмосферы. Однако этот факт сам по себе еще мало говорит о влиянии неристых облаков на трансформацию восходящего излучения системы земля-атмосфера. Тем не менее, получеьшые величины кристаллических облаков позволяют выполнить некоторые расчеты и оценки, учитывающие вклад этих облаков в поле уходящего излучения.

влагосодержания при наличии высококучевых облаков для всех сезонов года представлена на тех же рис. 1.12 (а-г). В отличие от перистых облаков величины противоизлучения атмосферы с высококучевыми облаками практически не зависят от влагосодержания атмосферы. Лишь в 4% случаев влияние высококучевых облаков сравнимо с влиянием приземного аэрозоля и в 6% случаев - с влиянием дымки или невидимого с земли кристаллического облака. Однако все эти случаи относятся к оптически тонким частям облаков типа Ас tg. В среднем наличие высококучевых облаков увеличивает 1шсходящее излучение атмосферы более, чем на 100% в летне-осенний период года, в 6 раз в весенний сезон и в 7 раз зимой. В отдельных случаях высококучевые облака могут увеличивать противоизлучение атмосферы в 4 раза для летнего време1ш года и в 10 раз для весеннего и зимнего сезонов.

Влияние высококучевых облаков на перенос длинноволнового излучения атмосферы при увеличении зенитного угла можно проследить на примере летних датшых, представленных на рис. 1.12 (а-г). Эти данные показывают, что с увеличением зенитного угла растет число случаев, когда вклад излучения высококучевых облаков сравним с влиянием приземной дымки.

Таким образом, наблюдается качественно иной характер угловой зависимости вклада собственного излучения облаков среднего яруса в величину противоизлучения атмосферы по сравнению с перистой облачностью (см. рис.1.12(а-г)). Это связано с тем, что для облаков среднего яруса излучательная способность и кинетическая температура значительно выше, чем для перистой облачности. Таким образом, открывается возможность оценки высоты облаков при совместном анализе измеренных и рассчитанных значений противоизлучения атмосферы.

1.4.3. Угловые зависимости интенсивности нисходящего излучения атмосферы при наличии облаков различных форм.

Представляется целесообразным оценить, какую дополнительную информацию можно получить для идентификации форм облаков со спутников, изучая особенности углового распределения поля радиации при наличии облаков.

Также, как для безоблачных условий, результаты измерений в облачные дни удобно представить в виде зависимостей L(sec в) от общего влагосодержания атмосферы, что позволяет провести сопоставление такой зависимости с угловой зависимостью безоблачной атмосферы.

Примеры угловых зависимостей нисходящего излучения атмосферы при наличии облаков различных форм для всех сезонов представлены на рис. 1.13(а-в). Для сравнения на этих же рисунках представлены угловые зависимости нисходящего излучения безоблачной атмосферы. Величины нисходящего излучения безоблачной атмосферы для отдельных углов визирования определялись по осреднеьшым зависимостям измеренных величин противоизлучения атмосферы от общего влагосодержания, рассчитанного по данным радиозондирования, которое проводилось с ИКрадиометрическими измерениями.

Для сравнения на рисунке нанесены угловые зависимости излучения безоблачной атмосферы (пунктирные линии), восстановленные по рис.

1.13 (а-в) для данных величин общего влагосодержания атмосферы.

Измерения проводились при следующих ситуациях:

а) 1 - тонкие Ci, R = 20,7кг/м ; 2 - плотные Ci, R = 23,5кг/м ; 3 - тонкие Ci, R = 20,2кг/м ; 4 - плотные Ci, R = 6,5кг/м ; 5 - тонкие Ci, R = 12,0кг/м ; 6 плотные Ci, R = 4,3кг/м^;

б) 1 - Ас tg, R = 29,5кг/м^ 2 - Ас ор, R = 27,8кг/м^; 3 - Ас tg, R = 25,0кг/м^;

4 - As, R = 3,0кг/м^;

в) 1 - St, туман, R = 37,0кг/м^; 2 - Sc, R = 36,4кг/м^; 3 - St, R = 20,0кг/м^; - Sc op, R = 9,2кг/м^; 5 - Sc op, R = 10,5KrV;

Рассмотрим более подробно характерные особенности угловых зависимостей поля нисходящей радиации при наличии облаков различных форм.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 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.