Разработка дистанционного радиометрического метода определения ветра и параметров турбулентности в пограничном слое атмосферы

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 04.00.23
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 1999
  • Место защиты: Долгопрудный
  • Количество страниц: 143 с. : ил.
  • Стоимость: 250 руб.
Титульный лист Разработка дистанционного радиометрического метода определения ветра и параметров турбулентности в пограничном слое атмосферы
Оглавление Разработка дистанционного радиометрического метода определения ветра и параметров турбулентности в пограничном слое атмосферы
Содержание Разработка дистанционного радиометрического метода определения ветра и параметров турбулентности в пограничном слое атмосферы
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЬЕ
1.1 Существующие методы дистанционного зондирования атмосферы.
I 2Выводы.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИСТАНЦИОННЫХ РАДИОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЬЕ
2.1 Основные законы и соотношения, описывающие радиоизлучения атмосферы в микроволновом диапазоне волн.
2.2 Дистанционное радиометрическое определение температурной стратификации пограничного слоя атмосферы.
2.3 Характеристики турбулентности в пограничном слое атмосферы по наблюдениям температурных пульсаций.
2.4 Возможности регистрации турбулентных температурных флуктуаций в пограничном слое атмосферы в микроволновом диапазоне длин волн.
2.5 Возможности получения информации о температурных неоднородностях пограничного слоя атмосферы радиометрическим методом.
2.5.1 Частотно-временная локализация неоднородностей.
2.5.2 Определение спектральных характеристик атмосферной турбулентности в зависимости от высоты.
2.6 Выводы.
ГЛАВА 3. ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА РАДИОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ.
3.1 Существующие методы определения скорости и направления ветра в пограничном слое атмосферы.
3.2Принципиальные возможности и постановка задачи по определению скорости и направления ветра радиометрическим методом в ПСА.

З.ЗСпектральнып метод
3.4Корреляционный метод
3.5Выводы
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТА ГЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ТУРБУЛЕНТНОСТИ С ПОМОЩЬЮ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И ОПИСАНИЕ РАДИОМЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
4.1 Экспериментальная аппаратура для анализа температурных пульсаций в пограничном слое атмосферы
4.2Результаты наблюдения неоднородностей мезомасштабного диапазона
4.3Наблюдение мелкомасштабной турбулентности
4.40пределение скорости и направления ветра
4.5Использование радиометрических наблюдений для анализа нестационарных процессов («Московский Ураган» - июнь 1998 года)
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Турбулентность относится к числу наиболее характерных свойств любой гидродинамической системы, соответственно атмосфера, являясь ярким примером такой системы, не может быть адекватно описана без понимания . происходящих в ней турбулентных процессов. Турбулентность играет основную роль в формировании всех атмосферных явлений.
Турбулентность - это и слабые ветры, и ураганы, и общая циркуляция атмосферы на планете.
История изучения турбулентных режимов при протекании различных динамических процессов насчитывает уже свыше 100 лет. Ещё в 1883 году Осборном Рейнольдсом был предложен критерий превращения спокойного регулярного (ламинарного) движения в турбулентное [1].
С 1921 года начала развиваться идея описания характеристик турбулентного движения с помощью корреляционных функций и других статистических моментов гидродинамических полей [2]. Наряду с этим появляется большое количество полуэмпирических теорий, систематизирующих экспериментальные данные. Общая система уравнений замыкается на основании специальных гипотез, часто не вполне надёжно обусловленных физически.
Дальнейшее принципиальное развитие подхода к изучению турбулентных явлений связано с работами Колмогорова и Обухова [3-5].
И хотя этот последовательный естественнонаучный подход к изучению проблемы был предложен в работах Колмогорова уже почти полвека назад, замкнутой и законченной теории турбулентности не существует и в настоящее

только нечётные значения, а значит, вектор полного углового момента имеет квантовые числа 3=К-1,К,К+1. Переходы 3=К на Г=К+1 и 3=К на Г=К-1 разрешены правилами отбора, обозначим их уКі и соответственно. Значения резонансных частот переходов ук-, и ук_ приведены в монографии [100].
Для расчёта коэффициента поглощения применяют классический подход. Молекула рассматривается как гармонический осциллятор, поглощающий и излучающий электромагнитную энергию. В центре пика молекула ведёт себя именно так, а уширение происходит из-за доплеровского эффекта, влияния температуры (более интенсивное движение), влияния давления (за счёт соударений). Дополнительные предположения о массах соударяющихся молекул и характере взаимодействия при решении кинетического уравнения Больцмана позволяют получить коэффициент поглощения:
= -<г*",т!к„Н
3 Не
Где М-число молекул в единице объёма; Г доля молекул в состоянии К; V- частота ; Б- форма линии.
Обычно рассматривают три формы спектральной линии:
Лоренца
£=-(
я О'ам-і'У'+Дуйі
Ван-Флека-Вайскопфа
Я = - (
КУКК±. (укк± ~ у) +&укк± (укк± + уУ + &укк±

Рекомендуемые диссертации данного раздела