Использование метода радиозондирования для определения метеорологических элементов на высотах

 

Радиозондирование является одним их основных методов в комплексе аэрологических наблюдений.

Радиозонд предназначен для вертикального зондирования атмосферы с целью получения температуры, относительной влажности, скорости и направления ветра, а также атмосферного давления от земной поверхности до высот 25-30 км. Наряду с этим использование данных радиозондирования позволяет оценить высоты нижней и верхней границ облаков, высоту тропопаузы.

Метод радиозондирования состоит в том, что к выпущенному в свободный полет шару, наполненному водородом, подвешивается радиозонд. При этом шар-зонд, в отличие от шара-пилота, может иметь длину окружности в наполненном состоянии до 600 см. Приемники метеорологических элементов управляют в радиозонде сигналами легкого коротковолнового передатчика. При подъеме радиозонд автоматически посылает кодированные радиосигналы, соответствующие показаниям датчиков.

В настоящее время на аэрологической сети РФ применяются две системы радиозондирования: радиозонд-22 с радиотеодолитной станцией слежения "Малахит" и радиозонд типа АЗ в комплесе с радиолокационной метеорологической станцией "Метеорит". Вторая система имеет большую точность в оценке информации высотах зондирования и информации о температуре, влажности на высотах более 20 км. В настоящее время имеется несколько сотен станций радиозондирования. Выпуски радиозондов осуществляются четыре раза в сутки, на основании их данных производится построение карт абсолютной и относительной барической топографии.

Радиозонд типа РКЗ. Радиозонды РКЗ-1, РКЗ-2 имеют пределы измерений по температуре от -80 до +50°С, относительной влажности от 15 до 100% давлению от 1060 до 5 мбар. При этом погрешности измерения температуры 1°С по РКЗ-1(0,7°С для РКЗ-2), влажности 10% по РКЗ-1 (7% по РКЗ-2), давлении 2,6 гПа.

Дальность действия радиозондов типа РКЗ 150-200 км, что соответствует 1,5-2 часам работы. Максимальная скорость подъема при полетном весе радиозонд. 1,6 кг составляет до 400 м/мин.

Радиозонд типа А-22. Радиозонды типа А-22 имеют пределы измерений по температуре от -75 до +40°С, относительной влажности от 15 до 100%, давлению от 1050 до 5 мбар. Основные погрешности изменения температуры 10°С, влажности (при температуре 25-10°С) составляют 5%, давления 4 гПа.

Радиотеодолитные станции "Малахит". Радиотеодолиты применяются для наблюдения за шарами-пилотами и радиозондами особенно типа А-22. По устройству – это ультракоротковолновый радиопеленгатор, измеряющий азимут и угол места пеленгуемой цели. С помощью радиотеодолита можно определить погрешность угловых координат летящей цели. В диапазоне от 16 до 75° по вертикальному углу и от 0 до 360° по азимуту она составляет не более 1,75°. При этом погрешность определения скорости ветра составляет 10 км/ч, направления 10°.

Радиолокационные метеорологические станции "Метеор" и "Метеорит".

Радиолокационные метеорологические станции (РМС) "Метеор" и "Метеорит" работают в комплексе с радиозондами типа РКЗ.

РМС ведут прием сигналов радиозонда. Обработка сигналов сводится к расшифровке зарегистрированных радиосигналов, т.е. к преобразованию их собственно в значения метеорологических элементов и установлению распределения по высоте.

Радиолокационная метеорологическая станция "Метеорит-2".

РМС "Метеорит-2" является модернизацией станции "Метеорит".

Она имеет более высокую дальность сопровождения радиозонда, большую чувствительность, которая достигается включением на входе приемной системы электронного усилителя с малым уровнем собственных шумов и увеличением диаметра зеркала антенны. В РМС "Метеорит-2" предусмотрена возможность цифровой регистрации данных радиозонда (координаты и частотные характеристики метеорологических элементов) в виде, удобном для ввода в ЭВМ, и передачи по каналам связи, а также их автоматической обработки с целью получения именно значений метеорологических параметров на высотах.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИЗМЕРЕНИЕ ВЫСОТЫ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ОБЛАКОВ НА АЭРОДРОМЕ

Цель работы: ознакомиться с методами определения высоты нижней границы облаков, принципом работы приборов для измерения высоты облаков, точностью измерения и правилами измерения.

Особенности наблюдения за облаками на авиаметеорологических станциях.

Низкая облачность и ограниченная видимость являются основными метеорологическими факторами, которые определяют безопасность взлета и посадки воздушных судов, а также полетов, на малых высотах (по правилам визуального полета и особым правилам визуального полета). Важной характеристикой облачности является ее количество, т.е. степень покрытия неба облаками. Количество облаков на метеорологических станциях определяет техник-наблюдатель визуально в баллах или октантах: 10 баллов (8 октантов) означает, что небо полностью закрыто облаками, 5 баллов (4 октанта) - небо закрыто облаками на 50% и т.д. Наблюдатель определяет общее количество и форму облаков всех ярусов и отдельно облаков нижнего яруса. Высокая временная и пространственная изменчивость высоты нижней границы облаков нижнего яруса (особенно слоистых форм) определяет повышенные требования к выбору места установки приборов для измерения нижней границы низких облаков и к точности этих измерений. Для получения надежной информации о высоте облаков на авиаметеорологической станции проводятся регулярные наблюдения через часовые или получасовые промежутки времени.

Чтобы не мешать взлету и посадке, приборы должны находиться за пределами полос безопасности и располагаться так, чтобы присутствие ВС и их перемещение по аэродрому не приводило к искажению измерения нижней границы облаков. Допустимая погрешность для аэродромов всех категорий не должна превышать 15 м до 150 м и (0,07Н+10) м для высот от 150 до 500 метров. Измерения должны быть дистанционными и передаваться потребителю не более чем через 2 минуты после измерения.