RU2549535C2 - Способ определения высот изотерм в конвективных облаках - Google Patents
Способ определения высот изотерм в конвективных облаках Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549535C2 RU2549535C2 RU2013120616/28A RU2013120616A RU2549535C2 RU 2549535 C2 RU2549535 C2 RU 2549535C2 RU 2013120616/28 A RU2013120616/28 A RU 2013120616/28A RU 2013120616 A RU2013120616 A RU 2013120616A RU 2549535 C2 RU2549535 C2 RU 2549535C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- isotherm
- cloud
- convective
- value
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения высот изотерм в мощных конвективных облаках. Сущность: измеряют наименьшую радиационную температуру () теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, а также температуру воздуха у поверхности Земли, соответствующую этому же району. Сравнивают значение температуры со значением температуры () искомой изотермы. Если , то дополнительно измеряют приземной атмосферное давление и определяют температуру точки росы. С использованием полученных данных рассчитывают температуру () воздуха в конвективном облаке по высотам с заданной дискретностью. Сравнивают рассчитанное значение температуры со значением температуры искомой изотермы. Если
Description
Изобретение относится к метеорологии, а именно к методам определения высот расположения различных изотерм в мощных конвективных облаках, которые могут генерировать опасные метеорологические явления, например грозу, град, интенсивные осадки.
Информация о высотах изотерм в таких облаках необходима для осуществления метеорологического обеспечения авиации, при проведении мероприятий противоградовой защиты, а также для прогноза опасных метеорологических явлений, связанных с конвективной облачностью.
Известен способ определения параметров состояния атмосферы, в том числе и температуры воздуха, на различных высотах с помощью поднимаемых в атмосферу радиозондов на свободно летящем шаре (Приходько М.Г. Справочник инженера-синоптика. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. С.229).
Недостатком данного способа является разреженность сети радиозондировочных станций, а также дискретность по времени циклов радиозондирования. Кроме того, вследствие осуществления радиозондирования со стационарных станций очень мала вероятность пролета радиозонда через конкретное облако.
Из известных наиболее близким по технической сущности является способ определения высот изотерм в конвективных облаках (Патент на изобретение RU №2193787 С2, G01W 1/00), заключающийся в измерении наименьшей радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и измерении температуры воздуха у поверхности Земли, соответствующей этим же районам.
Недостатком данного способа является ограниченность его применения только для определения высоты нулевой изотермы, а также необходимость использования эмпирических коэффициентов, зависящих от сезона и района измерений.
Техническим результатом изобретения является возможность определения высоты любой изотермы в конвективной облачности, а также расширение границ применимости способа для различных районов и сезонов без уточнения эмпирических коэффициентов.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения высот изотерм в конвективных облаках, заключающемся в измерении наименьшей радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и измерении температуры Тр воздуха у поверхности Земли, соответствующей этим же районам, согласно изобретению наименьшее значение радиационной температуры Тр теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, сравнивают со значением температуры искомой изотермы ТИ, и если ТР≤ТИ, то дополнительно измеряют приземное атмосферное давление и определяют температуру точки росы, с использованием полученных данных рассчитывают температуру воздуха в конвективном облаке на высотах с заданной дискретностью ТВ, сравнивают рассчитанное значение температуры ТВ со значением температуры искомой изотермы ТИ, и если ТВ<ТИ, то за высоту изотермы 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 определения высоты любой изотермы в конвективном облаке для различных районов и сезонов без уточнения эмпирических коэффициентов.
Способ реализуется следующим образом. С помощью радиометра ИК-диапазона, установленного, например, на космическом аппарате метеорологического назначения, проводят измерения наименьших значений радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы интересующего участка мощной конвективной облачности. Эта процедура необходима для уточнения самого факта наличия в облаке температур, соответствующих значению температуры искомой изотермы. Если измеренное значение радиационной температуры теплового излучения Тр выше значения температуры изотермы ТИ, значит, температура облачного воздуха во всем слое рассматриваемой конвективной облачности выше значения температуры изотермы. Если же искомая изотерма находится в пределах рассматриваемого облака, далее в этом же районе у поверхности Земли проводят 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 ТВ 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 достаточно легко определить высоту уровня конденсации, то есть нижней границы облачности, температуру воздуха и атмосферное давление на данном уровне (выражения (1)-(4) в: Неижмак А.Н., Марчуков С.В. Методика расчета высоты изотермических поверхностей в облачном слое. Мат. XI Междунар. научно-метод. конф. Информатика: проблемы, методология, технологии (10-11 февраля 2011 г.). - Воронеж: Издат.-полиграф. центр ВГУ, 2011. Т.2. - С.109-112).
Выше уровня конденсации воздух является 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 (5)-(8) в: Неижмак А.Н., Марчуков С.В. Методика расчета высоты изотермических поверхностей в облачном слое. Мат. XI Междунар. научно-метод. конф. Информатика: проблемы, методология, технологии (10 - 11 февраля 2011 г.). - Воронеж: Издат.-полиграф. центр ВГУ, 2011. Т.2. - С.109-112). Когда его расчетная температура ТВ достигнет или станет ниже значения температуры изотермы ТИ, высоту которой необходимо определить, ход вычислений прекращают и, исходя из высоты расположения облачного воздуха на последнем шаге подъема, определяют высоту изотермы.
По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет получить качественно новый результат, а именно определить высоту любой изотермы в пределах конвективной облачности для различных районов и сезонов без уточнения эмпирических коэффициентов.
Claims (1)
- Способ определения высот изотерм в конвективных облаках, заключающийся в измерении наименьшей радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, и измерении температуры воздуха у поверхности Земли, соответствующей этим же районам, отличающийся тем, что наименьшее значение радиационной температуры ТР теплового излучения, уходящего от верхних участков облачного покрова, сравнивают со значением температуры искомой изотермы ТИ, и если ТР≤ТИ, то дополнительно измеряют приземное атмосферное давление и определяют температуру точки росы, с использованием полученных данных рассчитывают температуру воздуха в конвективном облаке на высотах с заданной дискретностью ТВ, сравнивают рассчитанное значение температуры ТВ со значением температуры искомой изотермы ТИ, и если ТВ≤ТИ, то за высоту изотермы принимают высоту расположения облачного воздуха на данном шаге.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013120616/28A RU2549535C2 (ru) | 2013-05-06 | 2013-05-06 | Способ определения высот изотерм в конвективных облаках |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013120616/28A RU2549535C2 (ru) | 2013-05-06 | 2013-05-06 | Способ определения высот изотерм в конвективных облаках |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013120616A RU2013120616A (ru) | 2014-11-20 |
RU2549535C2 true RU2549535C2 (ru) | 2015-04-27 |
Family
ID=53289938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013120616/28A RU2549535C2 (ru) | 2013-05-06 | 2013-05-06 | Способ определения высот изотерм в конвективных облаках |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549535C2 (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 |
-
2013
- 2013-05-06 RU RU2013120616/28A patent/RU2549535C2/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 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.Н.Неижмак, С.В.Марчуков. Методика расчета высоты изотермических поверхностей в облачном слое / Информатика: проблемы, методология, технологии: мат. ХI Междунар. научно.-метод. конф. (10"11 февраля 2011 г.) / ВГУ. " Воронеж: Издат."полиграф. центр ВГУ, 2011. т.2, стр.109-112. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013120616A (ru) | 2014-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xu et al. | Effect of off-zenith observations on reducing the impact of precipitation on ground-based microwave radiometer measurement accuracy | |
Gui et al. | Evaluation of radiosonde, MODIS-NIR-Clear, and AERONET precipitable water vapor using IGS ground-based GPS measurements over China | |
Jensen et al. | Comparison of Vaisala radiosondes RS41 and RS92 at the ARM Southern Great Plains site | |
Helgason et al. | Problems closing the energy balance over a homogeneous snow cover during midwinter | |
Pérez‐Ramírez et al. | Evaluation of AERONET precipitable water vapor versus microwave radiometry, GPS, and radiosondes at ARM sites | |
Gultepe et al. | Roundhouse (RND) mountain top research site: Measurements and uncertainties for winter alpine weather conditions | |
Serke et al. | Supercooled liquid water content profiling case studies with a new vibrating wire sonde compared to a ground-based microwave radiometer | |
Kadygrov et al. | Investigation of atmospheric boundary layer temperature, turbulence, and wind parameters on the basis of passive microwave remote sensing | |
Zhang et al. | The SCM concept and creation of ARM forcing datasets | |
Namaoui et al. | GPS water vapor and its comparison with radiosonde and ERA-Interim data in Algeria | |
Jensen et al. | The Midlatitude Continental Convective Clouds Experiment (MC3E) sounding network: operations, processing and analysis | |
Genthon et al. | Atmospheric moisture supersaturation in the near-surface atmosphere at Dome C, Antarctic Plateau | |
CN109959970B (zh) | 一种天空半球热红外大气下行辐射地面测量方法 | |
Kadygrov et al. | Ground-based microwave temperature profilers: Potential and experimental data | |
Yao et al. | Estimation of surface energy fluxes in the permafrost region of the Tibetan Plateau based on in situ measurements and the surface energy balance system model | |
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 | |
RU2549535C2 (ru) | Способ определения высот изотерм в конвективных облаках | |
Vicente-Serrano et al. | Recent changes and drivers of the atmospheric evaporative demand in the Canary Islands | |
RU2566378C2 (ru) | Способ оценки высот изотерм в конвективной облачности | |
RU2482521C2 (ru) | Способ определения высоты верхней границы кучево-дождевой облачности | |
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 | |
Agroho et al. | Analysis of the rainfall event in 2018-2019 using the air stability index method at the Meteorological Station of Sultan Iskandar Muda Banda Aceh | |
RU2491582C2 (ru) | Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности | |
Nair et al. | Remote sensing of vertical wind for the characterization of atmospheric convection | |
RU2766835C1 (ru) | Способ определения диапазона высот вероятного обледенения в облаках вертикального развития |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |