автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:СВЧ радиометрическая интроскопия метеообъектов

А

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ^ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

На правах рукописи УДК 551.501.8.

Зиновьев Кирилл Евгеньевич

СВЧ радиометрическая интроскопия метеообъектов

05.11 .16 . - Информационно-измерительные системы.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук-

Москва 1997

Работа выполнена в МОСКОВСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АКАДЕМИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Научные руководители: доктор физико-математических наук,

профессор Беланов A.C., кандидат физико-математических наук, доцент Калашников В.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Данилин Н.С. кандидат физико-математических наук Колдаев A.B.

Ведущая организация: Государственный научно-исследовате.

центр изучения природных ресурсов

часов на

Защита состоится "2$" £C<ciU?ljL 1997 г. в "Ю " заседании специализированного совета К 063.93.03 Московской

Государственной Академии Приборостроения и Информатики по адресу: 10707 6, Москва, ' ул. Стромынка, 20.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МГАПИ.

»J5« H.OjW/>JL 1997 г.

Автореферат разослан Ученый секретарь специализированного совета, к.т.н., доцент Богданова Ю.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В экспериментальной метеорологии и радиосвязи имеется ряд задач, решение которых требует разработки новых оперативных методов дистанционного определения метеорологических параметров облачной атмосферы. Среди них вопросы, касающиеся прогноза погоды, практики проведения активных воздействий и расчета параметров распространения радиоволн на трассах радиорелейной и спутниковой связи. Радиометрические измерения теплового излучения в сочетании с радиолокационными измерениями геометрии метеообъектов представляют собой достаточно мощное средство, обладающее точностью и оперативностью, и позволяющее судить о количественном соотношении излучающих компонент в атмосфере. При этом нерешенной остается задача раздельного определения метеопараметров облаков и дождя по результатам радиометрических измерений при наличии обеих компонент в направлении зондирования. Такая информация необходима для контроля за проведением активных воздействий, исследования пространственной структуры и эволюции облаков в целях прогноза погоды, интерпретации спутниковых измерений.

Цель работы. Оптимизация технических параметров метеотеплолокатора, предназначенного для определения водозапасов облаков, дождя и облаков с осадками в виде дождя. Оптимизация подразумевает выбор количества рабочих каналов, длин волн и поляризации каждого канала таким образом, чтобы ошибки определения водозапасов были минимальны. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:, рассмотреть процессы формирования и переноса радиотеплового излучения в атмосфере, содержащей: а) облака без осадков, б) облака с осадками в виде дождя. Построить модель атмосферы для обоих случаев. Оценить вклад погрешностей разного рода в ошибки расчетов водозапасов по радиояркостным температурам. Проанализировать существующие принципы построения многоканальной радиометрической аппаратуры,

способы калибровки и методику измерений радиояркостных температур. Обработать экспериментальный материал, полученный в ходе многоволновых радиометрических измерений яркостных температур облаков с дождем.

Научная новизна. Предложены параметры, которые функционально выражают связь между поглощениями или ослаблениями в гидрометеорах на отдельных волнах, и могут являться критерием для оптимизации длин волн и поляризации рабочих каналов радиометрической системы, предназначенной для определения с минимальными погрешностями водозапасов облаков и осадков. Основные результаты, представляемые к защите:

1. Особенности формирования и переноса радиотеплового излучения в облаках с осадками в виде дождя.

2. Методика определения водозапасов облаков без осадков в условиях горизонтально-неоднородной атмосферы;

3. Многопараметрический метод определения водозапасов облаков с осадками в виде дождя и дождя по результатам многоволновых радиометрических измерений;

Апробация работы. Полученные результаты докладывались на XVIII Всероссийской конференции по распространению радиоволн, г. С.Петербург, 17-19 сентября, 1996 ; на межвузовской научной конференции "Фундаментальные основы создания наукоемких и высокотехнологичных приборов", г.Сергиев-Посад, 20-22 мая, 1997; были приняты в качестве доклада на конференции "Progress in electromagnetics research symposium", Cambridge, Massachusetts, USA, 7-11 июля, 1997.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа содержит страниц машинописного текста, включая рисунков, таблиц и список литературы из наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Проведен обзор литературы, обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели работы и основные положения, выносимые на защиту. Глава I.

Параметры модели атмосферы, содержащей облака и осадки. 1.1. Формирование теплового излучения в атмосфере происходит за счет рассеяния и поглощения микрорадиоволн в кислороде, водяном паре, мелких каплях и ледяных кристаллах облаков, в крупных каплях дождя. Радиояркостная температура атмосферы, не содержащей осадков, в диапазоне 0.8 - 5 см является функцией высотных распределений температуры и концентрации поглощающих компонент - абсолютной влажности и водности облака. При этом яркостная температура более существенно зависит от интегральных параметров - полной массы водяного пара (2 и водозапаса облаков 1УМ. Для определения значений <2 и 1УМ по измеренным значениям Тя используется уравнение:

ад = ад [1 - ехР (-спа))] а)

где Те(Л)-эффективная температура атмосферы, гп(Х)-яолное поглощение.

г„а) = тп°(Л) + с(Х) (2 Тем) (2)

где: с(Х), Ь(А, Тем)- удельные коэффициенты поглощения [ Нп/км/г/м3].

Так как полное поглощение в водяном паре слабо зависит от вертикального распределения, и его величина, как правило меньше поглощения в облаке, то при расчетах водозапасов облаков и дождя без большой погрешности можно пользоваться корреляционными зависимостями поглощения от количества осажденной воды 0. [кг/м2]\

тпв(Л)=с(Л)0 + гп°(А) /3)

Коэффициенты с(Я) и значения поглощений в кислороде т„°(Л) приводятся.

Одним из источников ошибок определения является зависимость удельных коэффициентов поглощения облаков от эффективной

температуры. Неопределенность Те в 10 К приводит к ошибке определения У/и до 25%. Нами были проведены модельные расчеты эффективной . температуры облаков для трех длин волн, которые показали, что эффективная температура облачной атмосферы может быть определена с ошибкой 1+2% по величине измеряемых радиояркостных температур и температуры воздуха у поверхности Земли. Другим источником ошибок при выборе модели облака является увеличение количества водяного пара в облаке по сравнению с околооблачным пространством.

При рассмотрении Еопроса о формировании радиотеплового излучения в дожде нельзя пренебрегать эффектами рассеяния на каплях. Модельные расчеты радиояркостных температур дождя проводятся на основе решения уравнения переноса, аналитическое решение которого не найдено, поэтому проводится численными методами. Приближенная формула для расчета радиояркостных температур по поглощению, записывается в виде;

Т„= Тек(1-ехр (-**)) (4)

Результаты точного расчета яркостных температур, и значения, полученные по формуле (4), для разных значений альбедо дождя показаны на рис.1.. Изменение альбедо дождя эквивалентно изменению его распределения капель по размерам. Выражением (4) нельзя пользоваться для расчетов яркостных температур дождя, однако можно для оценки влияния распределения капель по размерам на точность расчетов и выбора длин волн,на которых это Елияние минимально, т.к. формула (4) адекватно отражает зависимость ярхостной температуры от альбедо дождя. Поэтому в дальнейшем для расчета радиояркостных температур дождя воспользуемся приближенной формулой (4к

Рнс.1. . Ослабления в дохсде.

1 - точное решение (тр/г^ =0.4), 2- решение по формуле (1.23) /,тр*/тоа*=О.^Л ■ 3 - решение по формуле (1.28) (0.1) .

В результате получим уравнение для расчета радиояркостной температуры облака с дождем:

Тч = Тем (1 - ехр(-ъ?)) ехр(-т„к) + Т?(1 - ехр(-^к)) (5) При зондировании на нескольких волнах получим систему уравнений вида (5), решение которой без наличия априорной информации о метеопараметрах облаков и дождя затруднительно.

По результатам первой главы сделаны выводы:' выбор оптимальных частот следует проводить в диапазоне 0.8 - 4 см, так как в этом диапазоне можно проводить исследования как мощных кучевых облаков, так и дождей малой и средней интенсивности, кроме того, в этом диапазоне не сильно сказывается влияние температуры капель дождя на коэффициенты поглощения. Выбор модели и решение задачи оптимального выбора количества рабочих каналов, длин волн и поляризации каждой волны, при которых ошибки определения водозапасов облаков и дождя были бы

минимальны отличается для всех трех возможных случаев зондирования: когда в луче диаграммы направленности антенны метеотеплолокатора присутствуют облака без осадков, только дождь, и то и другое в неопределенной пропорции. Эффективная температура облаков без осадков достаточно точно определеляется по температуре у поверхности Земли и измеренным радиояркостным температурам при вертикальном зондировании, однако при наклонном зондировании ее определение сопряжено с ошибкой. Неопределенность распределения капель по размерам является причиной по которой нельзя однозначно представить зависимость между радиояркостной температурой дождя и его интегральной водностью. Случай, когда в луче присутствуют и дождь и облако, является самым сложным, так как' на ошибки определения водозапасов одновременно оказывают влияние неопределенность эффективной температуры облаков и распределения капель дождя по размерам, существенное различие коэффициентов ослабления и поглощения в мелкокапельной и крупнокапельной фракциях. Глава II. Аппаратурное обеспечение СВЧ метеотеплолокатора. 2.1. Антенны радиометрических систем. Возможны два пути построения многоканальных систем: 1) объединение отдельных радиометрических каналов, имеющих свои антенны, в комплекс; 2) Создание многоволновых комплексов с использованием общей антенны и нескольких радиометрических каналов. Первый вариант заслуживает рассмотрения, когда нет необходимости в высокой оперативности или абсолютного пространственного и временного совмещения измеренной информации. Проведение измерений с целью извлечения метеорологической информации о пространственной структуре облаков и осадков при азимутально-угломестном сканировании, особенно под низкими зенитными углами предполагает совмещение диаграмм направленности каждого канала. Для обеспечения этих требований используются зеркальные антенны, содержащие один или несколько облучателей.

Разделение каналов на входе многочастотного радиометра может быть осуществлено устройствами частотной или поляризационной селекции, а также совмещением функций коммутатора каналов и входного модулятора. В параграфах 2.2 - 2.4 . приводятся примеры реализаций многоволновых радиометрических систем, проводится обсуждение способов калибровки радиометрических систем и радиометрических приемников. Приводится оценка влияния смачивания антенны на температуру шумов в случае накрыва пункта приема дождем.

Качественно новые возможности измерительной техники получены использованием в структуре технических средств микропроцессоров, микро-ЭВМ и ПЭВМ. Задача компьютера состоит в управлении всеми узлами теплолокатора (антенной, генераторами шума, калибровкой), регистрацией и обработкой результатов измерений в реальном времени. Для сопряжения компьютера и измерительного прибора используются различные виды контроллеров. Контроллер, предназначенный для управления теплолокатором через последовательный порт ПЭВМ, должен обеспечивать ввод данных в память компьютера, управление и контроль координатно-поворотными устройствами.

В параграфах 2.6 - 2.7 описываются прнципы построения трассовой аппаратуры, предназначенной для получения априорной информации о параметрах довдя, которой в дальнейшем можно пользоваться при радиометрических измерениях, и таким образом повысить достоверность результатов экспериментов.

В ходе совместных экспериментов измерялись: радиояркостные температуры в режиме вертикального зондирования на волнах 0.8, 1.6 см при горизонтальной поляризации, и ослабление на короткой приземной трассе на тех же волнах. Выбор горизонтальной поляризации был обоснован тем, что вследсгвии деформации и наклона капель коэффициенты ослабления, измеренные на горизонтальной трасср и в

режиме вертикального зондирования, могут отличаться на 15% при вертикальной поляризации, тогда как при горизонтальной лишь на 3%.

Качественный анализ результатов экспериментов показал, что максимальные изменения величин нисходящего теплового излучения и ослабления в дожде совпадают по времени. Поэтому определение водозапасов облаков и дождя проводилось путем пересчета ослабления в горизонтальном направлении на поглощение в вертикальном направлении. Глава III. Выбор длин волн метеотеплолокатора.

3.1 .Как уже было сказано, оптимизация выбора длин волн отличается для всех трех случаев радиометрического зондирования. На ранних стадиях развития кучевых облаков водозапасы крупнокапельной фракции пренебрежимо малы, и модель атмосферы можно представить в виде двухслойного, горизонтально-неоднородного образования. Облако состоит из мелких капель, относительная влажность в облаке 100%. Подоблачный слой содержит водяной пар и кислород. С учетом априорного определения поглощения в кислороде переменная составляющая поглощения в облачной атмосфере равна сумме поглощения в капельной воде облака и водяном паре г/.

v(Xi)=b(Äi,TeM)WM+c(Xi)Q (б)

Так как частотные зависимости поглощений в излучающих компонентах явно выражены, возможны различные варианты определения водозапасов облаков. Наиболее простой из них заключается в измерении радиотеплового излучения облачной атмосферы вне полосы поглощения водяного пара, центр которой приходится на длину волны 1.35 см. Для определения одновременно водозапаса облаков и интегральной влажности воздуха измерения радиотеплового излучения необходимо проводить на волне 1.35 см и волне в области коротковолнового крыла полосы поглощения водяного пара. Для этой цели наиболее подходящими являются волны 0.8 - 0.9 см / 22, 77/, так как в

и

этом диапазоне минимально суммарное поглощение в водяном паре и кислороде, а коэффициенты поглощения в капельной воде уже достаточно велики. Модельные расчеты показали, что наименьшие погрешности определения водозапасов облаков получаются при расчете по формулам :

WM = [(г(0.8) - г (1.35))- (с(0.8) - с(1.35)) Q J/(Pb а)] (7). Q = (г(0.8) Рь<2) - г (1.35)]/[с(0.8) Рь (2)- с(1.35) ] (8). а количества осажденного водяного пара при преобразовании системы (6) к виду:

(т(0.8) + г (1.35))= [Ъ(0.8) + Ь(1.35)]WM+ [с(0.8) + с(1.35)] Q

(9)

т(0.8) - т (1.35) = (b(0.8) - Ь(1.35)] Wи + [с(0.8) - с(1.35)] Q

В (7-8): Рь Рь (2) - средние значения параметров для заданного диапазона эффективных температур

Рьа1=Ь(0.8) -Ь(1.35); (10).

Pb(2)= [ Ь(0.8) + b(1.35)J / b(0.8) (11).

Например для 263 К <Г" < 283 К : Рь 0>= 0.170 ± 0.033, Рь <2>= 0.385 ±

»

0.025.

Относительная ошибка определения таким образом WM не превышает 20%, при неопределенности эффективных температур в 20 К и ошибках расчета поглощений в 10% разного знака.

3.2. Модель атмосферы, содержащую облака с осадками в виде дождя можно представить в следующем виде: от Земли до нижней границы облаков пространство заполнено довдем, интенсивность, водность и распределение капель по размерам которого являются случайными во времени и пространстве величинами. Выше находится облако, эффективная температура и водность которого неизвестны. Атмосфера горизонтально неоднородна. Влажность воздуха в облаках и дожде равна

100%. По результатам радиометрического зондирования можно записать систему уравнений в виде:

Та = ГД (1 - ехр(-тпм0) ехр(-тпк, ) + - ехр(-гпк< )) (12)

где / = 1, 2 . . п- индекс волны. Систему уравнений для поглощений в капельной воде можно представить, как:

= т„к, + тп% = n(d))-Wk + Ь(Л> Тем)-WM (13)

где Wh WM - водозапасы крупнокапельной и мелкокапельной фракций (кг/м2); n(d) - функция распределения капель по размерам, а(Я„ n(d)) -удельные коэффициенты поглощения в довде (Нпкм-'/г-м-3) \b(Xtf Тем) -удельные коэффициенты поглощения в облаке (Нп км-'/г м-3).

Рассмотрим систему (13), в которой кроме неизвестных WK и WM, сами коэффициенты a(Xi}n(d)) и Ь(Х^Т") также не являются явными . величинами и, из-за неопределенности эффективной температуры облаков, микроструктуры и интенсивности осадков, могут быть лишь априорно заданы с той или иной степенью точности. Увеличение числа уравнений приводит лишь к увеличению суммарной ошибки измерений радиояркостных температур и количества неизвестных. Поэтому была предпринята попытка поиска параметров, слабо зависящих от микроструктуры дождя и эффективной температуры облаков.

Оптимизация выбора длин волн для двухволнового зондирования не имеет смысла, так как почти доя всех комбинаций длин волн и поляризаций при зондировании на двух частотах (п=2) точность определения водозапасов достаточно сильно зависит от погрешностей измерений яркостных температур и последующих расчетов поглощений. Ошибки. могут достигать несколько сотен процентов. Дальнейшие исследования показали что определение водозапасов возможно с помощью трехволновых измерений, для этого система (13) была приведена к виду Pal +Pbl - WM ~ Pu

Pa2-Wk+Pb2'WM = Pl3

где: Ра1 , Ры - параметры, составленные из удельных коэффициентов поглощения в дожде и в облаке и представляющие собой алгебраические комбинации этих коэффициентов; Рп~ аналогичные им параметры, составленные из поглощений г(ЯД вычисленных по результатам измерений яркостных температур.

Задачу поиска параметров Ра1 можно сформулировать следующим образом. Имеется трехмерное поле распределения коэффициентов поглощения в дожде, которые зависят от функции распределения капель по размерам п(с1), интенсивности дождя Я и длины вэлны Л,.

А

/7/\ /

7-

л, ...-•'

Л ¿2

'n(d)

-Я

Рис. 2. Графическое представление постановки задачи (а) и ее решения (б)

Мы предполагаем, что существуют параметры, в виде алгебраических сочетаний коэффициентов, которые слабо зависят от n(d) и R. То есть / { а(Х„ n(d), R), а(Х> n(d), R)} - Ра ± ЛРа (15)

где Ра - среднее значение параметра, АРа - допустимое отклонение. Задавая параметры вида

(1)

a(Xpn(d)) + a(X2,n(d) ) +a(A3,n(d))

Ра(2>= a(Xbn(d)) - a(X3,n(d)) Pa(3)=a(X1,n(d))-a(X2>n(d))

(16),

(17),

(18).

A

мы сканировали поле, подбирая частоты при которых условие (15) выполняется в заданном диапазоне интенсивностей довдя и при распределениях капель по размерам, заданных аппроксимациями Джосса, Литвинова, Маршала-Палмера. Условием пригодности того или иного сочетания длин волн, кроме индифферентностии параметра Ра является независимость аналогичных параметров Рь(,), составленных для коэффициентов поглощения в мелкокапельной фракции, от эффективной температуры облаков; а также значения определителя системы уравнений (14), которые должны иметь постоянный знак.

Для разных диапазонов метеоусловий были подобраны длины волн и их поляризации таким образом, что параметры Ра[ слабо зависят от микроструктуры и интенсивности дождя, а параметры Ры от эффективной температуры мелкокапельной фракции, при этом определители системы (14) имеют постоянный знак. В таблице 1 приводятся средние значения некоторых параметров Ра1 , Ры и их отклонения, обусловленные неопределенностью метеопараметров в соответствующих им в таблице диапазонах.

Таблица 1.

Значения параметров Рл, Ры и их отклонения.

0.25 мм/ч<Я<10 мм/ч, 253 К<Т * < 283 К

А/, см см Аз, см Ра'« Ра'1) Рь"> Рь'»

0.8М 2.5(„ 1.045±0.385 0.391 ± 0.141 0.628± 0.152 0.194± 0.046

0.8(г1 1.0т 3.6{,) 0.977 ± 0.335 0.453 ± 0.180 0.604 ± 0.144 0.218± 0.055

0.8М 2.0,., __ 0.156 ± 0.061 _ 0.077±0.029

5 мм/ч<Я<20 мм/ч, 253 К<Т" <283 К

А/, см Х1,см Аз,см ршШ Ра'4' Рь"> Рь«>

1.6М 3.6И 4-0(Н) 0.338 ±0.139 0.235± 0.074 0.148 ± 0.048 0.085 ±0.025

1.6г,, 4.0М 5.0(к} 0.311 ±0.121 0.244 ±0.080 0.138 ± 0.044 0.088 ±0.026

1.6 м 4-0(Н} 5-0(1,1 0.317 ±0.124 0.238 ±0.078 0.138 ± 0.044 0.088 ±0.026

В результате поиска параметров индифферентных к микроструктуре и интенсивности дождя были найдены также параметр

[а(кг",п(с1У)Г

ра (5) = ,";Гш ■ л' < ь <** (19)>

и аналогичный ему

Ь {Ъ(Хгт,Т?)]г ' ' '

почти не зависящий от эффективной температуры облаков.

Таблица 2.

Значения параметров Ра<5>, Рь<!> и их отклонения.

0.25мм/ч < Л< 10мм/ч, 253К< Те* < 283К

X], см Лг, см Аз, см Ра<5> Рь<*>

0.8 м М <ы 3.2 (у) 0.45 ±0.15 0.90 ±0.08

0.8 м 1-35 2.0 м 0.77 ±0.09 1.20 ±0.20

1.0 м 2.0 а, 4.0 м 0.45 ±0.25 0.85 ±0.15

Параметры связаны с компонентами системы уравнений (13) следующими соотношениями и позволяют перейти от зависимости коэффициентов поглощения на каждой волне к зависимости комбинации коэффициентов, независящих от распределения капель по размерам и температуры :

= а' ,Д» | '(ДЛ -аА) + д. <агК ~аА) , (ДА ~аА)-(агК ~ аА)

а\ а\(к -а2 + Ь2) ■ аЦк-а2+Ьг)'

(21)

где: к=№кЛ¥м = п/(]-п), п=\У,/№1: = к/(к+1),

Рис.3. Зависимость параметра Pjs) (для поглощений на волнах 0.8(,), 1.6<н>, 3.2('> см) и относительной ошибки Sn , обусловленной : неопределенностью микроструктуры и интенсивности дождя( 5 <R< 10 мм/ч ), эффективной температуры облаков ( 263 < Тея < 273 К).

Использование этих параметров можно рассматривать как дополнение исходной системы (13) новыми уравнениями. Полученная система, дополненная параметрами и аппроксимациями т"2(Тем, WjJ для волн 0.8, 1.6, 3.2 см имеет вид :

ТЯ1- = Т" (1 - ехр(-т„м,)) exp(-v,n * j + Тек(1 - ехр(-т\ )) (22)

г", = [0.278 - 0.00655( Тем-273)]WU т"2 = /0.084 - 0.00232( Т"-273)]WM г"3 = [0.022 - 0.00068( Т"-273)]WM 0.5/(гД- гпк3)=0.3/(тпк1- гЛ; 0.45 = т„К1 гД/ [rnK2f 0.9 - тпМ; тпм3 /

Решение системы проводилось численными методами.Результаты проверки метода, указывают на возможность определения водозапасов облаков с осадками в виде дождя.

температура, К мсл^ойсп-чййй ослосяослослосло О) _ _ _ _ ____________ _

/ \ - _ ТО 50 в=9'

: \ : ¡3 э

1 г \ \ 1 \

\ / \ ; \ ; р,

V. / / \ * / / \ /

4 _/ / \ / ; •

/ ? — • ; 1 : л

/ 8} \ с ____/

___- «... V .л.

. .. .....■

0 60 90 120 150 180 180 150 120 90 60 30 угол места, град

Рис.4. Пример распределения радиояркостных температур , полученных при сканировании кучево-дождевых облаков, и значения параметра Р, 1 в максимумах Т,.

Глава IV. Применение радиометрических методов зондирования.

4.1. Водозапасы облаков и дождя по результатам радиометрических измерений. В результате привлечения СВЧ радиометрических методов зондирования стали возможными исследования интегральных параметров облаков и осадков, характерных особенностей их распределения в пределах отдельных ячеек и облака в целом. Такая информация может оказаться полезной при интерпретации результатов спутниковых измерений / /,так как заметные погрешности определения геофизических параметров могут быть связаны с неучетом горизонтальной неоднородности облачного слоя, находящегося в поле зрения спутникового радиометра. Несоответствие между линейностью осреднения Тя по полю зрения радиометра и нелинейностью зависимости радиояркосгной температуры от водозапасов облаков является одним из источников ошибок при интерпретации результатов измерений.

В результате комплексных дистанционных измерений было установлено:

• распределение интегральной водности в мезострутурных ячейках;

• особенности распределения интегральной водности в конвективных облаках в целом;

• распределение облачных мезоструктурных ячеек по размерам.

4.2. К информации, которая может оказаться полезной для управления активными воздействиями, относятся сверхкраткосрочный прогноз развития конвективных облаков, локализация зон переохлажденной воды в облаках слоистых форм и определение ее водозапасов. СВЧ радиометрическое зондирование позволяет: а) выделить сектор, в котором расположена наиболее водная зона капельной воды на фоне пространственного распределения радиолокационной отражаемости, б) определить массу переохлавденной капельной воды с целью предварительной оценки целесообразности воздействия.

Основные результаты диссертации опубликован» в следующих *

печатных работах:

1. Зиновьев К.Е., Калашников В.В. Метеотеплолокатор для диагноза водных ресурсов дождевых облаков. Препринт. МГАПИ. Москва. 1996.

2. Зиновьев К.Е., Калашников В.В., Фалин В.В. Исследование водозапасов дождевых облаков с помощью совместных радиометрических и трассовых измерений. Препринт. МГАПИ. Москва. 1997.

3. Зиновьев К.Е., Калашников В.В. Обоснование технических параметров радиометрической аппаратуры для СВЧ зондирования облаков с дождем. Тезисы XVIII Всероссийской конференции по распространению радиоволн, С.-Петербург 17-19 сентября 1996 г. М.1996.

4. Зиновьев К.Е., Калашников В.В. Одновременное радиометрическое и трассовое зондирование метеообъектов. Труды межвузовской научной конференции "Фундаментальные основы создания наукоемких и высокотехнологичных приборов", г.Сергиев-Посад, 20-22 мая 1997 г . М. 1997.

Подписано в печать 11.11.97. Формат 60x84. 1/16. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ 179.

МГАПИ