RU2491582C2 - Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности - Google Patents
Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491582C2 RU2491582C2 RU2011144534/28A RU2011144534A RU2491582C2 RU 2491582 C2 RU2491582 C2 RU 2491582C2 RU 2011144534/28 A RU2011144534/28 A RU 2011144534/28A RU 2011144534 A RU2011144534 A RU 2011144534A RU 2491582 C2 RU2491582 C2 RU 2491582C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- cloud
- height
- convective
- upper boundary
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки высоты расположения верхней границы мощных конвективных облачных образований. Сущность: измеряют радиационную температуру теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, температуру воздуха у поверхности Земли, приземное атмосферное давление, а также определяют температуру точки росы. По полученным данным рассчитывают температуру воздуха в конвективном облаке на высотах с заданной дискретностью. Сравнивают рассчитанную температуру с измеренной радиационной температурой теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова. Если радиационная температура теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, равна рассчитанной температуре облачного воздуха на данной высоте или превышает ее, то за высоту верхней границы мощной конвективной облачности принимают высоту расположения облачного воздуха на данном шаге. Технический результат: упрощение способа и расширение пространственных границ его применимости.
Description
Изобретение относится к метеорологии, а именно к методам оценки высоты расположения верхней границы мощных конвективных облачных образований, и может быть использовано при метеорологическом обеспечении авиации и других отраслей экономики, а также для прогноза опасных метеорологических явлений и неблагоприятных условий погоды, связанных с мощной конвективной облачностью.
Известен способ определения высоты верхней границы облачности, основанный на проведении радиолокационной разведки погоды. Сущность радиолокационной разведки заключается в активном зондировании атмосферы, в результате которого по параметрам радиоэхо оценивают некоторые характеристики облачности, в том числе и высоту верхней границы (Руководство по краткосрочным прогнозам погоды, ч.I. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С.451-454). К недостаткам данного подхода можно отнести редкую сеть радиолокационных станций и существенную зависимость качества зондирования от состояния атмосферы между станцией и целью.
Известен способ определения высоты верхней границы облачности, базирующийся на осуществлении воздушной разведки погоды. Воздушная разведка погоды представляет собой реальный полет пилотируемого летательного аппарата с целью оценки некоторых параметров состояния атмосферы (Руководство по практическим работам метеорологических подразделений авиации Вооруженных Сил. М.: Воениздат, 1992. С.343).
К недостаткам следует отнести дороговизну, сложность осуществления, нерегулярность воздушной разведки погоды. Поэтому такие данные, хоть и наиболее объективные, могут получаться и применяться при решении ограниченного числа задач метеорологического обеспечения.
Из известных наиболее близким является способ определения высоты верхней границы облачности (Патент на изобретение RU №2323459 С2, G01W 1/00), заключающийся в измерении радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и измерении температуры воздуха у поверхности Земли.
Недостатком данного способа является использование в решающем правиле эмпирического коэффициента, зависящего от среднего значения температуры воздуха у земли, который необходимо рассчитывать для каждого конкретного района.
Техническим результатом изобретения является расширение пространственных границ применимости способа определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности без уточнения эмпирического коэффициента.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности, заключающемся в измерении радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и измерении температуры воздуха у поверхности Земли, согласно изобретению, дополнительно измеряют приземное атмосферное давление и определяют температуру точки росы, по результатам измерений рассчитывают температуру воздуха в конвективном облаке на высотах с заданной дискретностью, сравнивают рассчитанную температуру с измеренной радиационной температурой теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и если Тв≤Тр, где Тв - рассчитанное значение температуры облачного воздуха на данной высоте, Тр - измеренная радиационная температура теплового излучения, уходящего от верхней границы облачного покрова, то за высоту верхней границы мощной конвективной облачности принимают высоту расположения облачного воздуха на данном шаге.
Сущность изобретения.
Применение дополнительно данных о значениях приземного атмосферного давления и температуры точки росы позволяет при помощи известной адиабатической модели развития конвективного облака (Матвеев Л.Т. Основы общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. С.534-536) рассчитать температуру воздуха по высотам в конвективном облаке, что дает возможность применять способ для различных районов без учета местных эмпирических коэффициентов.
Способ реализуется следующим образом. С помощью радиометра ИК-диапазона, установленного, например, на космическом аппарате метеорологического назначения проводят измерения значений радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы интересующего участка мощной конвективной облачности. В этом же районе у поверхности земли проводят квазисинхронные измерения приземного атмосферного давления и температуры, определяют температуру точки росы. Измерение давления и определение температуры точки росы может быть выполнено, например, с использованием ртутного барометра и психрометра (Метеорологические измерения на аэродромах / Н.В.Бочарников [и др.]. СПб.: Гидрометеоиздат, 2008. С.272,295-302).
Применяя полученные данные приземных метеорологических наблюдений, можно определить температуру воздуха по высотам в конвективном облаке при помощи адиабатической модели развития конвективного облака следующим образом. Согласно указанной модели изменение состояния сухого воздуха, поднимающегося от поверхности земли до уровня конденсации, можно представить линейной зависимостью, что позволяет определить высоту уровня конденсации, то есть нижней границы облачности, температуру воздуха и атмосферное давление на данном уровне (выражения (8)-(10) в Неижмак А.Н., Марчуков С.В. Способ расчета высоты верхней границы конвективной облачности: гидрометеорологическое обеспечение. Экологическая безопасность и мониторинг (выпуск 1 часть 1): сб. статей / Воронеж: ВАИУ, 2010. С.119-121).
Выше уровня конденсации воздух является влажным, насыщенным водяным паром и изменение его состояния описывается влажноадиабатическим законом. Благодаря выделению скрытой теплоты парообразования изменение состояния влажного насыщенного воздуха можно считать линейным только на небольших участках. Поэтому моделируют подъем облачного воздуха с заданной дискретностью (например 10 гПа) по шкале давления. На каждом шаге подъема рассчитывают высоту расположения и температуру облачного воздуха (выражения (4)-(7) в Неижмак А.Н., Марчуков С.В. Способ расчета высоты верхней границы конвективной облачности: гидрометеорологическое обеспечение. Экологическая безопасность и мониторинг (выпуск 1 часть 1): сб. статей / Воронеж: ВАИУ, 2010. С.119-121). Когда его расчетная температура достигнет или станет ниже измеренной радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы мощной конвективной облачности, ход вычислений прекращают и, исходя из высоты расположения облачного воздуха на последнем шаге подъема, находят высоту верхней границы мощной конвективной облачности.
По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет определять высоту верхней границы мощной конвективной облачности в любом географическом районе без уточнения эмпирических коэффициентов по местным исходным данным.
Claims (1)
- Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности, заключающийся в измерении радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и измерении температуры воздуха у поверхности Земли, отличающийся тем, что дополнительно измеряют приземное атмосферное давление и определяют температуру точки росы, по результатам измерений рассчитывают температуру воздуха в конвективном облаке на высотах с заданной дискретностью, сравнивают рассчитанную температуру с измеренной радиационной температурой теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и если Тв≤Тр, где Тв - рассчитанное значение температуры облачного воздуха на данной высоте, Тр - измеренная радиационная температура теплового излучения, уходящего от верхней границы облачного покрова, то за высоту верхней границы мощной конвективной облачности принимают высоту расположения облачного воздуха на данном шаге.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144534/28A RU2491582C2 (ru) | 2011-11-02 | 2011-11-02 | Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144534/28A RU2491582C2 (ru) | 2011-11-02 | 2011-11-02 | Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011144534A RU2011144534A (ru) | 2013-05-10 |
| RU2491582C2 true RU2491582C2 (ru) | 2013-08-27 |
Family
ID=48788629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011144534/28A RU2491582C2 (ru) | 2011-11-02 | 2011-11-02 | Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2491582C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6035710A (en) * | 1999-05-28 | 2000-03-14 | Lockheed Martin Missiles & Space Co. | Cloud base height and weather characterization, visualization and prediction based on satellite meteorological observation |
| RU2193787C2 (ru) * | 1997-06-17 | 2002-11-27 | Бухаров Михаил Васильевич | Способ определения высоты нулевой изотермы в облаках |
| RU2323459C2 (ru) * | 2004-04-02 | 2008-04-27 | Михаил Васильевич Бухаров | Способ определения параметров атмосферных явлений в районах с облачным покровом |
-
2011
- 2011-11-02 RU RU2011144534/28A patent/RU2491582C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2193787C2 (ru) * | 1997-06-17 | 2002-11-27 | Бухаров Михаил Васильевич | Способ определения высоты нулевой изотермы в облаках |
| US6035710A (en) * | 1999-05-28 | 2000-03-14 | Lockheed Martin Missiles & Space Co. | Cloud base height and weather characterization, visualization and prediction based on satellite meteorological observation |
| RU2323459C2 (ru) * | 2004-04-02 | 2008-04-27 | Михаил Васильевич Бухаров | Способ определения параметров атмосферных явлений в районах с облачным покровом |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011144534A (ru) | 2013-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Johnson et al. | Sounding-based thermodynamic budgets for DYNAMO | |
| Xu et al. | Effect of off-zenith observations on reducing the impact of precipitation on ground-based microwave radiometer measurement accuracy | |
| Xiong et al. | Methane plume over south Asia during the monsoon season: satellite observation and model simulation | |
| Eder et al. | Mesoscale eddies affect near-surface turbulent exchange: Evidence from lidar and tower measurements | |
| Brun et al. | Snow/atmosphere coupled simulation at Dome C, Antarctica | |
| Han et al. | Trends of land surface heat fluxes on the Tibetan Plateau from 2001 to 2012 | |
| KR101404430B1 (ko) | 적외선 영상을 이용한 지표온도감률 추정 방법 | |
| Khaniani et al. | Evaluation of MODIS Near-IR water vapor product over Iran using ground-based GPS measurements | |
| Serke et al. | Supercooled liquid water content profiling case studies with a new vibrating wire sonde compared to a ground-based microwave radiometer | |
| Hang et al. | Reassessing the effect of cloud type on Earth’s energy balance in the age of active spaceborne observations. Part II: Atmospheric heating | |
| Garcia-Santos et al. | Evaluation of different methods to retrieve the hemispherical downwelling irradiance in the thermal infrared region for field measurements | |
| CN109959970B (zh) | 一种天空半球热红外大气下行辐射地面测量方法 | |
| Pyankov et al. | A GIS-based modeling of snow accumulation and melt processes in the Votkinsk reservoir basin | |
| RU2659461C2 (ru) | Способ дистанционного определения пространственного распределения теплофизических параметров поверхности земли | |
| RU2532692C1 (ru) | Способ улучшенной оценки интегральной влажности атмосферы над океаном по измерениям спутниковых микроволновых радиометров | |
| RU2627568C2 (ru) | Способ оценки интенсивности дождя по данным измерений спутникового микроволнового радиометра amsr2 | |
| Filioglou et al. | Profiling water vapor mixing ratios in Finland by means of a Raman lidar, a satellite and a model | |
| Yue et al. | Microphysical properties of convective clouds in summer over the Tibetan Plateau from SNPP/VIIRS satellite data | |
| Tsai et al. | Measurements of aerodynamic roughness, Bowen ratio, and atmospheric surface layer height by eddy covariance and tethersonde systems simultaneously over a heterogeneous rice paddy | |
| Khutorova et al. | Variations in the atmospheric integrated water vapor from phase measurements made with receivers of satellite navigation systems | |
| RU2491582C2 (ru) | Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности | |
| RU2482521C2 (ru) | Способ определения высоты верхней границы кучево-дождевой облачности | |
| Miglietta et al. | Sensible and latent heat flux from radiometric surface temperatures at the regional scale: methodology and evaluation | |
| Sunilkumar et al. | Balloon-borne cryogenic frost-point hygrometer observations of water vapour in the tropical upper troposphere and lower stratosphere over India: First results | |
| Ronoh et al. | Modelling of longwave radiation exchange at greenhouse surfaces under all-sky conditions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131103 |