Вы тут

О чем расскажут облака?


За последние десятилетия дистанционные методы зондирования атмосферы заняли ведущие позиции в системах наблюдений за опасными явлениями погоды. Они в значительной мере удовлетворяют практические запросы синоптиков по дистанционному и непрерывному получению информации о состоянии атмосферы, ее изменениях и являются передовой технологией оперативной метеорологии.

Волны информации

Основным объектом радиолокационных метеорологических наблюдений являются облака вертикального развития – кучево-дождевые, формирующиеся из мощно-кучевых при условии проникновения их вершин в слои отрицательных температур воздуха. При этом наблюдаются обледенение вершин облаков и выпадение из них ливневых осадков различной интенсивности. Наиболее развитые по вертикали и горизонтали кучево-дождевые облака сопровождаются градом, смерчем, сдвигом ветра и грозами.

Метод радиолокационных метеорологических наблюдений основан на облучении метеорологической цели (облачности) электромагнитными волнами, которое порождает вторичное излучение от этой цели. Полезную физическую и метеорологическую информацию об облачности несут все характеристики отраженных электромагнитных волн: амплитуда, фаза, частота и поляризация. Мощность сигнала, отраженного в направлении радиолокатора, является функцией концентрации, размера и фазового состояния частиц гидрометеоров, образующих метеорологическую цель.

Для автоматизированной обработки отраженных сигналов аналоговую информацию переводят в цифровую. Для этого весь сканируемый метеорологическим радиолокатором (МРЛ) объем пространства делят на элементарные ячейки, и далее обработка отраженных сигналов производится с их осреднением по времени и пространству.

Метеорологический радиолокатор (МРЛ).

От облачности – к потребителям

Современное программное обеспечение позволяет управлять работой МРЛ, проводить интерпретацию полученных результатов измерений и передавать данные потребителям в необходимом объеме. Сейчас автоматизированный метеорологический радиолокационный комплекс (АМРК) – это высокоэффективная система для обеспечения потребителей необходимой информацией оперативно и в наиболее удобном для них виде.

Функциональные возможности АМРК:

  • Передача первичных радиолокационных данных.
  • Создание радиолокационных архивов по типам данных (отражаемость, радиальная скорость, ширина спектра, дифференциальная отражаемость и др.).
  • Создание декартовых полей радиолокационных данных для последующей обработки.
  • Обработка полученной информации для получения дополнительных радиолокационных характеристик (метеоявлений, восстановленных скоростей, сумм осадков, сдвига ветра, фазового состояния гидрометеоров и др.).
  • Расчет скорости и направления перемещения облачной системы после каждого цикла наблюдений.
  • Визуализация диагностики о состоянии метеорологического радиолокатора.
  •  Представление данных наблюдений на экране компьютера в виде следующих карт:

– метеоявлений;

– высот верхней границы поля радиоэха;

– опасных явлений погоды;

– отражаемости в 15 слоях;

– интенсивности осадков;

– количества осадков за любой период времени;

– контуров опасных явлений погоды;

– скорости шквалов;

– видимости в осадках;

– вертикального сечения по любому азимуту и любой авиатрассе;

– обледенения по любому азимуту и любой авиатрассе;

– радиальных скоростей;

– восстановленных скоростей;

– ширины спектра;

– дифференциальной отражаемости;

– дифференциальной фазы;

– удельной дифференциальной фазы;

– коэффициента взаимной корреляции;

– фазового состояния гидрометеоров на различных уровнях.

  • Расчет сдвига ветра для каждой глиссады.
  • Возможность предоставления и передачи данных потребителям в различных форматах: BUFR, RADOB, BMP, T4 и др.
  • Возможность печати карт.
  • Возможность построения композитных карт МРЛ.

Распространение электромагнитных волн.

Для оперативного анализа радиолокационной метеорологической информации используется цветовой код, характеризующий определенную отражаемость, а ее градации соответствуют конкретному метеорологическому явлению. Метеоявления описываются по 16 градациям и зависят от сезона наблюдений и вида осадков. Радиолокационные данные, обладающие высоким пространственно-временным разрешением, используются для обнаружения и слежения за полями осадков и опасных явлений погоды, связанными с кучево-дождевой облачностью. Эта информация позволяет выпускать предупреждения об опасных метеорологических явлениях с необходимой заблаговременностью, что повышает эффективность гидрометеорологического обеспечения.

Радиоволны сантиметрового диапазона распространяются в атмосфере в пределах прямой видимости по криволинейным траекториям из-за рефракции (преломления. – Прим. ред.), обусловленной диэлектрической неоднородностью атмосферы. Поэтому траектория любой радиоволны, первоначально горизонтальная, по мере удаления от источника загибается вниз, к поверхности Земли.

У радиолокационного метода наблюдений есть свои недостатки и ограничения:

– МРЛ может принимать отраженные сигналы от облаков, вершины которых находятся выше линии радиогоризонта. Если же они расположены ниже (в области радиотени), информацию на МРЛ получить невозможно.

– Наличие высоких строений, объектов вокруг МРЛ создает углы закрытия, превышающие нулевой. В связи с этим увеличивается минимальная высота обнаружения облачности, расположенной в азимуте высоких местных объектов, и возрастает высота верхней границы радиотени.

– С удалением от МРЛ увеличивается минимальное значение отражаемости, которое при заданном потенциале может фиксироваться его приемным устройством. По этой причине облака, отражаемость которых меньше минимального значения, не будут обнаружены.

– МРЛ могут не обнаруживать и облака, находящиеся за зоной интенсивных и протяженных осадков.

– С увеличением расстояния от метеорологического радиолокатора увеличивается ширина диаграммы направленности его антенны и, следовательно, уменьшается разрешающая способность по угловым координатам. Отсюда следует зависимость информации МРЛ о высоте и площади облаков и осадков от расстояния.

– Экологические ограничения.

Все эти ограничения должны учитываться при разработке методов наблюдений и метеорологической интерпретации радиолокационной информации, чтобы минимизировать влияние на результат технических и расчетных погрешностей.

Метод радиолокационных метеорологических наблюдений базируется на новейших достижениях радиолокационной и вычислительной техники, техники связи и информационных технологий. Полученные режимные данные используются прежде всего для разработки критериев и алгоритмов распознавания опасных явлений. Но изучая опыт применения радиолокационных данных других стран, можно выделить еще два основных направления развития режимных обобщений – это радиолокационная климатология опасных явлений погоды и радиолокационная климатология осадков.

Радиолокационный метод в настоящее время удовлетворяет основные потребности прогностических служб и позволяет дополнить информацию, полученную другими методами дистанционного зондирования атмосферы. А это, в свою очередь, положительно сказывается на решении прикладных задач в области гидрометеорологии.

Ирина ДУДНИК,

начальник отдела организационной и методической работы службы авиационно-метеорологического обеспечения Белгидромета

Выбар рэдакцыі

Грамадства

Галiна Левіна: Помнiк — не канструктар i не чарцёж, яго трэба перажыць, выпакутаваць

Галiна Левіна: Помнiк — не канструктар i не чарцёж, яго трэба перажыць, выпакутаваць

У архiтэктара Галiны Левiнай — Хатынь, творчая спадчына яе бацькi.

Грамадства

Прэмiя прыгажосцi. Дзеля чаго людзi кладуцца пад нож пластычнага хiрурга?

Прэмiя прыгажосцi. Дзеля чаго людзi кладуцца пад нож пластычнага хiрурга?

Як сведчаць шматлiкiя даследаваннi, прывабным людзям прасцей прабiцца ў жыццi i яны дасягаюць у кар'еры большага поспеху. 

У свеце

Як Еўропа аднаўляецца ад кавiднага ўдару?

Як Еўропа аднаўляецца ад кавiднага ўдару?

Сёлета еўрапейская эканомiка будзе перажываць глыбокую рэцэсiю з-за ўспышкi каранавiруса, нягледзячы на хуткiя i ўсёабдымныя антыкрызiсныя меры як на саюзным, так i на нацыянальным узроўнi.

Эканоміка

Тонкае мастацтва дабрабыту. Складаем сямейны бюджэт разам са спецыялістам Нацбанка

Тонкае мастацтва дабрабыту. Складаем сямейны бюджэт разам са спецыялістам Нацбанка

2020 год паставіў усіх нас перад неабходнасцю дакладна планаваць свае выдаткі.