Способ определения наличия и вида атмосферных осадков

Способ определения наличия и вида атмосферных осадков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ И ВИДА АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ путем посылки в исследуемую область атмосферы оптического излучения и приема прошедшего через нее прямого излучения с последующим его преобразованием, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, прямое оптическое излучение принимают через точечную диафрагму и по форме временного частотного спектра флуктуации интенсивности принятого излучения судят о наличии и виде осадков.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) (si>s G 01 W 1/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2564751/10 (22) 04.01.78 (46) 07.12.92. Бюл. М 45 (71) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР и Институт физики атмосферы АН

СССР (72) В.Н.Галахов, А.С.Гурвич, А.В.Ефремов, А.Ф.Жуков, В.В. Покасов, В.В. Рейно и

P.Ø.Öâûê (56) Авторское свидетельство СССР

М 159314, кл. G 01 W 1/14, 1962.

Патент Японии М 49-47195, кл. 11 G 3, 1974.

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для дистанционного определения наличия и вида осадков, Известны способы определения наличия и вида атмосферных осадков, в которых капли дождя и сйежинки, пролетая через световой поток, отражают часть световой энергии в сторону на фотоприемник, появление сигнала с которого говорит о наличии осадков. При этом вид осадков определяется по температуре воздуха. При температуре выше нуля — дождь, при температуре ниже нуля — снег.

Известные способы позволяют проводить измерения только в небольшом объеме пространства на трассе малой протяженности. Кроме того, при температурах, близких к нулю, возможны ошибки по определению вида осадков, так как при малых положительных температурах может идти снег, а

-при малых отрицательных температурах— дождь. Случайное появление твердых частиц (пыль) в измерительном объеме может (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ И ВИДА АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ путем посылки в исследуемую область атмосферы оптического излучения и приема прошедшего через нее прямого излучения с последующим его преобразованием. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения . способа, прямое оптическое излучение принимают через точечную диафрагму и по форме временного частотного спектра флуктуаций интенсивности принятого излучения судят о наличии и виде осадков, рассматриваться как сигнал о наличии осадков, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения наличия и вида осадков путем посылки в исследуемую область атмосферы оптического(лазерного) излучения и приема прошедшего через нее прямого излучения с последующим его преобразованием и анализом, где о виде осадков судят с помощью дополнительного акустического блока.

Целью изобретения является упрощение способа.

Цель достигается тем, что прямое оптическое излучение принимают через точечную диафрагму и по форме временного частотного спектра флуктуаций интенсивности принятого излучения судят о наличии и аиде осадков, На фиг.1 изображена структурная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг.2 — форма временного частотного спектра флуктуации интенсивности оптического излучения, распространяющегося в

705884

1 атмосфере при наличии и отсутствии осадков.

Оптическое излучение от лазера 1 посылают в атмосферу и принимают фотоприемником 2, который устанавливают за точечной диафрагмой 3 на пути оптического излучения на расстоянии десятка-сотни метром от лазера 1, Электрический сигнал с фотоприемника 2, пропорциональный флуктуациям интенсивности оптического излуче- "0 ния, принимают устройством 4, анализирующим временной частотный спектр. этих флуктуаций, и по форме этого спектра судят о йаличии и виде осадков.

Диаметр диафрагмы 3 выбирается меньше среднего размера частиц дождя, дающих наибольший вклад во флуктуации интенсивости. Наибольший диаметр диафрагмы, при. котором можно получить поло>кительн ый эффект, 0,5 мм, 20

При этом можно удовлетворительно определить Наличие и вид осадков.

Оптимальный диаметр точечйой диафрагмы 0,3 мм. Временной часготный спектр 25 флуктуаций интенсивности лазерных пучков, распространяющихся в атмосфере при наличии и отсутствии осадков, имеет различную форму (см. фиг,2).

В атмосфере без осадков (кривая "а") турбулентный максимум спектра находится в области низких частот (десятки — сотни герц), Высокочастотная часть турбулентного спектра спадает по степенному закону. При наличии дождевых капель во временном спектре флуктуаций интейсивности появляется дополнительно второй дождевой максимум в области частот порядка нескольких килогерц (кривая "б"), который наблюдается сразу же при появлении первых капель дождя. При продолжительных или сильных дождях наблюдается один дождевой максимум в области частот порядка не-скольких килогерц (кривая "s"). Наличие снежинок в атмосфере приводит к расширению турбулентного максимума и смещению всего спектра в область более вйсоких частей (более сотен герц). Кроме того, высокочастотная часть спектра спадает по экспоненте(кривая "г"), а не по степенному. закону, как в случае отсутствия осадков.

705884 фулф

Составитель В,Галахов

Редактор T.ojàðãàíîâà Техред М,Моргентал Корректор С.Юско

Заказ 560 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101