SU1638689A1 - Troposphere perturbation determination method - Google Patents

Troposphere perturbation determination method Download PDF

Info

Publication number
SU1638689A1
SU1638689A1 SU884461743A SU4461743A SU1638689A1 SU 1638689 A1 SU1638689 A1 SU 1638689A1 SU 884461743 A SU884461743 A SU 884461743A SU 4461743 A SU4461743 A SU 4461743A SU 1638689 A1 SU1638689 A1 SU 1638689A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electromagnetic radiation
electric field
intensity
characteristic
medium
Prior art date
Application number
SU884461743A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Дубровский
Николай Николаевич Русаков
Original Assignee
Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта filed Critical Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта
Priority to SU884461743A priority Critical patent/SU1638689A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1638689A1 publication Critical patent/SU1638689A1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиометеорологии . Оно может быть использовано дл  непрерывного слежени  за координатами и направлением движени  фронтальных систем, их масштабом и скоростью движени . Целью изобретени   вл етс  повышение информативности и точности прогноза тропосферных возмущений По изменению характеристик во времени и пространстве фиксируют место возникновени  тропосферных возмущений , их интенсивность, размеры и направление движени . 3 ил.This invention relates to radio meteorology. It can be used to continuously monitor the coordinates and direction of movement of the frontal systems, their scale and speed of movement. The aim of the invention is to increase the information content and accuracy of forecasting of tropospheric disturbances. By changing the characteristics in time and space, the place of occurrence of tropospheric disturbances, their intensity, size and direction of movement are recorded. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к радиометеорологии и может быть использовано дл  слежени  за динамическими параметрами атмосферных фронтальных систем.The invention relates to radio meteorology and can be used to monitor the dynamic parameters of atmospheric frontal systems.

Целью изобретени   вл етс  повышение информативности способа.The aim of the invention is to increase the information content of the method.

На фиг.1 приведены примеры амплитудно-временных вариаций вертикальной компоненты электрического пол  EZ, огибающей интенсивности низкочастотного (ОНЧ) излучени  на частоте 8 кГц и вариаций атмосферного давлени  ДР; на фиг.2 - амплитудно-временные (vV)(EV)E +Fig. 1 shows examples of amplitude-time variations of the vertical component of the electric field EZ, the envelope of the low frequency (VLF) radiation intensity at a frequency of 8 kHz, and variations in the atmospheric pressure DR; figure 2 - amplitude-time (vV) (EV) E +

uv -|™- + (vV)E - d(EV)v uv - | ™ - + (vV) E - d (EV) v

где v - скорость течени  воздушнойwhere v is the air flow rate

среды плотности Q и в зкости v :Q and viscosity media v:

рактеристики Е2,ДР и ОНЧ-излучени  на частоте 3 Гц; на фиг.З - пример динамического спектра ОНЧ-излучени . В основе генерации квазистатического пол  Ez и сопровождающего излучени  может лежать механизм пол ризации диэлектрической среды при ее сложном трехмерном движении. Диэлектрической средой с малой проводимостью в нашем случае  вл етс  воздух Уравнение электродинамики мы можем, пренебрега  сжимаемостью среды , записать в видеE2, DR, and VLF radiation characteristics at 3 Hz; FIG. 3 is an example of a dynamic spectrum of VLF radiation. The generation of the quasistatic field Ez and the accompanying radiation can be based on the mechanism of polarization of the dielectric medium in its complex three-dimensional motion. In our case, the dielectric medium with low conductivity is air. We can, by neglecting the compressibility of the medium, write the equation of electrodynamics as

Чт %- }Thu% -}

-476 Е, -476 E,

(ABOUT

оэ соoe with

оо с&oo with &

0000

соwith

Е - напр женность электрического пол ; Ь,а и d- безразмерные константы, завис щие от электрическихE is the intensity of the electric field; B, a and d are dimensionless constants depending on electrical

параметров среды.environment settings.

Чтобы вы снить взаимцоё-r вли ние dTo make you mutually inter-r influence d

течени  воздушной среды и электричес- 5 му Q , ограниченного поверхностью кого пол , умножим первое из уравне-s. Тогда получаемthe flow of air and electric Q, bounded by the surface of someone's floor, multiply the first of equation-s. Then we get

ний (1) на pv, а второе на(1) on pv, and the second on

Е и проинтегрируем по оE and integrate on

d d

ний (1) на pv, а второе на(1) on pv, and the second on

Е и проинтегрируем по объеE and integrate by volume

лl

dt j 2 dQ si Ъ I E;D;KEK (rot v)2dЈ +dt j 2 dQ si Ь I E; D; KEK (rot v) 2dЈ +

+ Pv; + v. + Ј  . b(Ev)E. Јv rot + Pv; + v. + Ј. b (Ev) E. Јv rot

df 7Г , Ј- i J гdf 7G, i- i J g

+ 5 d J+ 5 d J

, i E vdS , d J , i E vdS, d J

5five

где Divc 9 v;/3xK + 3vK/9x;.where Divc 9 v; / 3xK + 3vK / 9x ;.

Уравнени  (2) и (З) определ ют изменение энергии движени  среды и энергии электрического пол  при взаимозависимом поведении среды и пол . Именно поверхностные интегралы в (2) и (3) характеризуют изменение энергии за счет ее приноса (выноса) через границу S в рассматриваемый элемент объема Q .Вторые объемные интегралы в (2) и (3) строго отрицательны и описывают поэтому уменьшение энергии в результате диссипации за счет в зкости и проводимости среды. И только первые члены (объемные интегралы ) справа в (2) и (3) описывают перекачку энергии между течени ми воздушной диэлектрической среды и электрического пол  в замкнутой системе о Скорость перекачки энергии, характеризующа  степень неустойчивости или же генерации электрическог пол  за счет движени  среды (и наоборот ) , определ етс  величиной E1ID;XEK. Отсюда следует важный вывод: генераци  (уничтожение) электрическоEquations (2) and (3) determine the change in the energy of motion of the medium and the energy of the electric field with the interdependent behavior of the medium and the field. It is the surface integrals in (2) and (3) that characterize the change in energy due to its transfer (extension) across the boundary S to the volume element Q under consideration. The second volume integrals in (2) and (3) are strictly negative and therefore describe the decrease in energy as a result dissipation due to viscosity and conductivity of the medium. And only the first terms (volume integrals) on the right in (2) and (3) describe the energy transfer between the currents of the air dielectric medium and the electric field in a closed system o Energy transfer rate, which characterizes the degree of instability or the generation of an electric field due to the medium motion and vice versa) is determined by the value E1ID; XEK. Hence the important conclusion: the generation (destruction) of electric

JE;Di|(EKdQ |(v E rot E dQ + f (vE)E; - - Е%1 JE; Di | (EKdQ | (v E rot E dQ + f (v E) E; - - E% 1

Следовательно, степень изменени  электрического пол  в замкнутой системе оказываетс  пропорциональной rot E, т.е. генераци , например, наиболее легко имеет место дл  сильно вихревых электрических полей. Это означает, что процесс генерации (уничтожени ) кваз статического электрического пол  при движении- диэлектрической среды неизбежно сопровожда (2)Consequently, the degree of change of the electric field in a closed system turns out to be proportional to rot E, i.e. generation, for example, most easily occurs for strongly vortex electric fields. This means that the process of generation (annihilation) of a quasi static electric field during the motion of a dielectric medium is inevitably accompanied (2)

(3)(3)

00

5 . five .

00

5five

го пол  возможна только при наличии дифференцированного движени  среды, поскольку в этом случае компоненты тензора скоростей деформации 9v; /9x +9vk/9x; отличны от нул . Генераци  или уничтожение квазистатического электрического пол  зависит от положительности или отрицательности интегрального значени  K и определ етс , следовательно, взаимной конфигурацией течени  среды и электрического пол  о Например, можно утверждать , что будут генерировать электрические пол , направленные вдоль собственных векторов матрицы DJK, отвечающих положительным собственным значением . При этом дл  замкнутой системы (когда поверхностные интегралы исчезают) рост пол  определ етс , как это следует из (3), уравнениемthe second floor is possible only in the presence of a differentiated motion of the medium, since in this case the components of the strain rate tensor 9v; / 9x + 9vk / 9x; are different from zero. The generation or annihilation of a quasistatic electric field depends on the positivity or negativity of the integral value of K and is determined, therefore, by the mutual configuration of the medium flow and the electric field. For example, it can be stated that they will generate electric fields directed along the eigenvectors of the DJK matrix corresponding to a positive eigenvalue . In this case, for a closed system (when the surface integrals disappear), the growth of the field is determined, as it follows from (3), by the equation

--- E2dQ (Л - 4иЈ) J E2 dC, (4) .--- E2dQ (Л - 4иЈ) J E2 dC, (4).

Качественный характер генерируемого электрического пол  можно оценить, воспользовавшись тождествомThe qualitative nature of the generated electric field can be estimated using the identity

dSdS

(5)(five)

етс  электромагнитным излучением. Частоту такого излучени  можно оценить в случае замкнутой системы, исход  из (3), (5) и уравнени  H/3t + + crot E 0, такis emitted by electromagnetic radiation. The frequency of such radiation can be estimated in the case of a closed system, based on (3), (5) and the equation H / 3t + crot E 0, so

и-ГТ ft (6and gt ft (6

где V - характерна  величина скорости дифференцированного течени  среды;where V is the characteristic value of the velocity of the differentiated flow of the medium;

J163J163

с - скорость света;c is the speed of light;

Е„ - интегральное значение квадрата напр женности электрического пол  оЕ „is the integral value of the square of the electric field intensity o

Таким образом, частота электромагнитного излучени  из области дифференцированного движени  диэлектрической среды (области генерации квазистатического электрического пол ) мен етс  со временем. Такое изменение вы вл етс  достаточно уверенно на сонограммах. В качестве примера приведена на фиг.З сонограмма, определ юща  в каждый момент времени спектр частот регистрируемых электромагнитных сигналов о Кривые, отмеченные стрелками, дают зависимость частоты от времени дл  некоторого сигнала Thus, the frequency of electromagnetic radiation from the region of the differentiated motion of a dielectric medium (the region of generation of a quasistatic electric field) varies with time. Such a change is quite confident on the sonograms. As an example, a sonogram is shown in FIG. 3, which at each instant determines the frequency spectrum of the recorded electromagnetic signals. Curves, indicated by arrows, give the frequency dependence of time for a certain signal.

Существует взаимосв зь движений диэлектрической среды (в данном случае воздушной) с генерацией квазистатического электрического пол  и электромагнитного излучени . Уравне- ни  (4) и (6) устанавливают св зь параметров движени  в очаге, таких как характерна  скорость V дифференцированного течени  среды и характер There is a relationship between the movements of the dielectric medium (in this case air) and the generation of a quasistatic electric field and electromagnetic radiation. Equations (4) and (6) establish the relationship between the motion parameters in the focus, such as the characteristic velocity V of the differentiated flow of the medium and the character

ные размеры L этого течени , со степенью роста ((iE2/dt)/Eг квазистатического электрического пол  и частотой GD электромагнитного излучени , поскольку можно утверждать, что и E;D;KE K-(V/L)EZ.nPH этом пол ризаци  электромагнитного излучени  задаетс  направлением генерируемого квазистатического электрического пол  и тем самым главными ос ми дифференцированного движени  среды в очаге, а направление на очаг есть направление прихода электромагнитного излучени  оthe dimensions L of this flow, with the degree of growth ((iE2 / dt) / Eg of the quasistatic electric field and the frequency GD of the electromagnetic radiation, since it can be argued that E; D; KE K- (V / L) EZ.nPH is polarized electromagnetic radiation is determined by the direction of the generated quasistatic electric field and thus the main axes of the differentiated motion of the medium in the center, and the direction to the center is the direction of arrival of the electromagnetic radiation about

Способ прогнозировани  тропосфер- 45 ных возмущений осуществл етс  следующим образомоA method for predicting tropospheric disturbances is carried out as follows.

Claims (1)

Определ ют направление прихода электромагнитного излучени , что дает направление на очаг возмущени . Место возмущени  засекают по двум приемным станци м. Изменение частоты излучени  со временем с помощью со- нограмм (фиг.З) позвол ет определить характерную скорость движени  среды в очаге и интенсивность изменени  генерируемого квазистатического электрического пол . По измерению пол ризации электромагнитного излучени  суд т о главных направлени х дифференцированного движени  среды в очаге. Независимое измерение электрического пол  и степени его изменени  дает информацию о характерных скорост х и характерных размерах возмущений в соответствии с выражением (4), Независимое измерение перепада давлений (фиг Л и 2) позвол ет дополнительно определ ть характерную скорость и тем самым точнее фиксировать интенсивность и размеры тропосферных возмущений. Формула изобретени The direction of arrival of the electromagnetic radiation is determined, which gives direction to the source of disturbance. The location of the disturbance is recorded at two receiving stations. Changing the frequency of the radiation over time using scans (Fig. 3) allows determining the characteristic velocity of the medium in the center and the intensity of the change of the generated quasistatic electric field. By measuring the polarization of electromagnetic radiation, the main directions of the differentiated motion of the medium in the source are judged. An independent measurement of the electric field and its degree of change provides information on the characteristic velocities and characteristic sizes of disturbances in accordance with expression (4). The independent measurement of the pressure drop (Figures L and 2) makes it possible to further determine the characteristic speed and thereby more accurately record the intensity and size of tropospheric disturbances. Invention Formula Способ определени  тропосферных возмущений, при котором производ т непрерывный прием электромагнитного излучени  в двух направлени х, пересекающихс  в тропосфере, определ ют зависимость амплитуды электромагнит- ного излучени  от частоты и обрабатывают результаты измерений, отличающийс  тем, что, с целью повышени  информативности способа, дополнительно измер ют величины ат- мосферного давлени , вертикальнойThe method of determining tropospheric disturbances, in which continuous reception of electromagnetic radiation in two directions intersecting in the troposphere is made, determines the dependence of the amplitude of electromagnetic radiation on frequency and processes the measurement results, characterized in that, in order to increase the informability of the method, atmospheric pressure values, vertical компоненты электрического пол  в воздухе и пол ризации электромагнитного излучени , определ ют изменени  измеренных величин, а при обработке результатов измерений оценивают интенсивность , размер и направление движени  тропосферного возмущени .the components of the electric field in the air and the polarization of the electromagnetic radiation, determine the changes in the measured values, and when processing the measurement results estimate the intensity, size and direction of movement of the tropospheric disturbance. ЛL «««ни ГиГ““ “No gig )tt) tt Фиг. iFIG. i 910H12ttM15910H12ttM15 9иг. 29g 2 I nyI ny I KOmtapI KOmtap I Щ ЬИц ИI SHITS AND I |Мв/пI | MW / p IS miiUrIS miiUr ИООмкборIOOmkbor 11,iflff i-11, iflff i- UTUT (S8°02 c.uj.38020 8j)(S8 ° 02 c.uj.38020 8j) жwell & ь тг ь tg ОABOUT Редактор М„ЦиткинаEditor M Tsitkina Составитель Е.ТрофимовCompiled by E.Trofimov Техред С.Мигунова Корректор А.0сауленкоTehred S. Migunova Proofreader A.0saulenko Заказ 927Order 927 Тираж 270Circulation 270 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 Фиг.ЪFIG. t,ct, c ПодписноеSubscription
SU884461743A 1988-07-15 1988-07-15 Troposphere perturbation determination method SU1638689A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884461743A SU1638689A1 (en) 1988-07-15 1988-07-15 Troposphere perturbation determination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884461743A SU1638689A1 (en) 1988-07-15 1988-07-15 Troposphere perturbation determination method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1638689A1 true SU1638689A1 (en) 1991-03-30

Family

ID=21390295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884461743A SU1638689A1 (en) 1988-07-15 1988-07-15 Troposphere perturbation determination method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1638689A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585558A (en) * 1995-07-20 1996-12-17 Prognosticating Scanners Llc Catastrophic event forecasting system and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Костыгов К.И., Кривошеий В.А. О применимости атмосфериков дл получени геофизической и метереологи- ческой информации. Атмосферное электричество. Л.: Гидрометеоиздат, 1976, Авторское свидетельство СССР № 1497226, кл. G 01 V 3/08, 1987. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585558A (en) * 1995-07-20 1996-12-17 Prognosticating Scanners Llc Catastrophic event forecasting system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kawabata et al. Probing Hawking radiation through capacity of entanglement
Wilson Performance bounds for acoustic direction-of-arrival arrays operating in atmospheric turbulence
Quimby et al. Computation of mean Debye temperature of cubic crystals from elastic constants
US3508445A (en) Magnetic suspension accelerometer
JPH0781855B2 (en) Fine surface profile measuring device
Logunov et al. Peculiarities of registration of magnetic field variations by a quantum sensor based on a ferrofluid cell
CN208902127U (en) Optical fiber micro-displacement sensor
SU1638689A1 (en) Troposphere perturbation determination method
Lin et al. Universal relationship of compression shocks in two-dimensional Yukawa systems
Xie et al. Experimental analysis of sand particles' lift-off and incident velocities in wind-blown sand flux
US4395914A (en) Gas friction vacuum meter and method of making measuring body
Kandi et al. Comparison of Acoustic Channel Characteristics for Direct and Multipath Models in Shallow and Deep Water
Zeng et al. Mass flow rate measurement of pneumatically conveyed solids in a square-shaped pipe through multi-sensor fusion and data-driven modelling
Tzuoo et al. Wave instability of natural convection flow on inclined surfaces
US2756345A (en) Acoustic ionization detector
US4429280A (en) Apparatus and method for demodulation of a modulated curl-free magnetic vector potential field
Gizamova ANALYSIS OF THE PRINCIPLES OF CONSTRUCTING HE MODEL OF THE ION-TAG METER CHANNEL
US3580802A (en) Device for determining the shape of magnetic surfaces in toroidal configurations containing plasma
Ishihara et al. Effects of friction on the chiral symmetry restoration in high energy heavy-ion collisions
CN116989887A (en) Temperature difference type acoustic vector sensor
SU1306290A1 (en) Method of determining critical temperature of superconducting material of film
Bianconi et al. Ionic currents modulated by film flow in superfluid helium
Richardson The propagation of supersonics in liquids
Abdel-Messih et al. Development of a magnetically levitated density meter for salt gradient solar ponds
Kuznetsov et al. The floating up of magnetic fields and the 11-year cyclicity of solar activity