Научная статья на тему 'Радиолокационная отражаемость облаков и осадков на различньіх длинах волн'

Радиолокационная отражаемость облаков и осадков на различньіх длинах волн Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
1239
158
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
автоматизированные метеорологические радиолокаторы / радиолокационная отражаемость / постоянная радиолокатора / единицы измерения размерности / automated meteorological radars / radar reflection / radar constant / dimension units

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Ватиашвили М. Р.

Проведен краткий анализ технических характеристик автоматизированных метеорологических радиолокаторов, с помощью которых по данным инструментальных измерений, рассчитывались постоянные радиолокатора С^ и Сдля трех каналов Ai = 3,2 см; A2 = 10,3 см; Аз = 5,6 см. С помощью Са;, с учетом длины волны, рассчитывалась удельная площадь обратного рассеяния частиц облаков и осадков (ОО Па, см-1), а без учета длины волны характеристики радиолокационной отражаемости ОО (Z, мм6 • м-3) с различными единицами измерений. Составлены таблицы и карты, связывающие значения Па: и Z, которые могут быть использованы: для перевода значений Па в значения Z и обратно, а также для оценки градоопасности защищаемых и прилегающих территорий районов исследуемого региона. Полученные результаты могут быть применены при планировании и проведении проектов по воздействию на градовые процессы и искусственному увеличению осадков из облаков; совершенствовании существующих и разработке новых радиолокационных критериев градоопасности объектов воздействия и пригодности облаков для искусственного вызывания осадков; методов оценки физической и экономической эффективности при проведении противоградовых работ и работ по искусственному увеличению осадков.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Ватиашвили М. Р.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Radar reflection of cloud and weather precipitation at the various waves

The article gives a brief analysis of technical features of automated meteorological radars by means of which radar constant data (Са) for three channels Ai = 3,2 cm, A2 = 10,3 cm, A3= 5,6 cm, were calculated according to the instrumentation measurements. Taking into account the wave-length, by means of Са: the specific particle backscattering area of cloud and weather precipitation (later CWP) Па, сті-1 was calculated, and without taking into account the wave-length radar reflection of CWP (Z, mm6 • m-3) at different units. Tables connecting Па; and Z that may be used for converting the value of n into the value of Z and vice-versa have been compiled. The obtained results can be applied for planning and implementing projects on affecting hailing and man-made increasing of cloud precipitation; perfecting the present and developing the new ones: radar criteria of hail risk of target objects and cloud suitability for artificial precipitation provoking; evaluation methods of physical and economic efficiency when executing anti-hail works as well as works on man-made precipitation increasing.

Текст научной работы на тему «Радиолокационная отражаемость облаков и осадков на различньіх длинах волн»

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

«наука. инновации. технологии», № 4, 2017

удк 551.509.616 Ватиашвили М.Р. [Vatiashvili M.R.]

радиолокационная отражаемость

облаков и осадков на различных длинах волн

Radar reflection of cloud and weather precipitation at the various waves

Проведен краткий анализ технических характеристик автоматизированных метеорологических радиолокаторов, с помощью которых по данным инструментальных измерений, рассчитывались постоянные радиолокатора С^ и Сдля трех каналов - Ai = 3,2 см; A2 = 10,3 см; Аз = 5,6 см. С помощью Са;, с учетом длины волны, рассчитывалась удельная площадь обратного рассеяния частиц облаков и осадков (ОО Па, см-1), а без учета длины волны - характеристики радиолокационной отражаемости ОО (Z, мм6 • м-3) с различными единицами измерений. Составлены таблицы и карты, связывающие значения и Z, которые могут быть использованы: для перевода значений Па в значения Z и обратно, а также для оценки градоопасности защищаемых и прилегающих территорий районов исследуемого региона. Полученные результаты могут быть применены при планировании и проведении проектов по воздействию на градовые процессы и искусственному увеличению осадков из облаков; совершенствовании существующих и разработке новых радиолокационных критериев градоопасности объектов воздействия и пригодности облаков для искусственного вызывания осадков; методов оценки физической и экономической эффективности при проведении про-тивоградовых работ и работ по искусственному увеличению осадков.

The article gives a brief analysis of technical features of automated meteorological radars by means of which radar constant data (Са) for three channels - Ai = 3,2 cm, A2 = 10,3 cm, A3= 5,6 cm, were calculated according to the instrumentation measurements. Taking into account the wave-length, by means of Са: the specific particle backscattering area of cloud and weather precipitation (later CWP) Па, с^М was calculated, and without taking into account the wave-length - radar reflection of CWP (Z, mm6 • m-3) at different units. Tables connecting Па; and Z that may be used for converting the value of n into the value of Z and vice-versa have been compiled. The obtained results can be applied for planning and implementing projects on affecting hailing and man-made increasing of cloud precipitation; perfecting the present and developing the new ones: radar criteria of hail risk of target objects and cloud suitability for artificial precipitation provoking; evaluation methods of physical and economic efficiency when executing anti-hail works as well as works on man-made precipitation increasing.

Ключевые слова: автоматизированные метеорологические радиолокаторы, радиолокационная отражаемость, постоянная радиолокатора, единицы измерения размерности.

Key words: automated meteorological radars, radar reflection, radar constant, dimension units.

Введение

Центральный Кавказ является одним из самых градоопас-ных регионов мира, где от градобитий ежегодно погибает от 3 до 18% сельскохозяйственной (с/х) продукции на площади 3 млн 321 тыс. га. В его северной части расположены защищаемые территории (ЗТ) Военизированных служб (ВС) Российской Федерации (районы Краснодарского и Ставропольского краев, Кабардино-Балкарской и Карачаево-Черкесской республик и Республики Северная Осетия - Алания), а в южной части - ЗТ ВС Республики Грузия (районы Кахети и Квемо Картли) [13].

В ВС Российской Федерации установлены автоматизированные метеорологические радиолокаторы (АСУ-МРЛ) с каналами длин волн X = 3,2 см и X = 10,3 см, а в ВС Республики Грузия - автоматизированный доплеровский метеолокатор «METEOR 735 CDP 10» c каналом X = 5,6 см. Градоопасность районов ЗТ ВС региона Центрального Кавказа оценивается по данным метеостанций, в зависимости от числа дней с градом и количества, поврежденных от него площадей сельскохозяйственных культур.

Целью представленной работы является разработка объективного метода оценки градоопасности районов ЗТ ВС региона Центрального Кавказа по данным автоматизированных МРЛ.

1. Материалы и методы исследования

Материалами исследования послужили радиолокационные параметры облаков и осадков (ОО), которые измерялись в реальном масштабе времени в регионе Центрального Кавказа и сопровождались катастрофическими ливневыми осадками, грозами, градобитиями и шквалами различной силы. Анализировались также радиолокационные параметры ОО, которые выбирались из монографий и статей; научно-исследовательских программ и проектов, посвященных вопросам штормооповещения и физики облаков; отчетов научно-производственных и производственных работ по воздействию на градовые процессы и искусственному увеличению осадков. В анализе и обобщений результатов радиолокационных параметров ОО привлекался физико-статистический метод исследования.

2. Результаты исследованиия и их обсуждение

Метод объективной оценки градоопасности районов ЗТ ВС региона Центрального Кавказа предусматривает:

- физическую интерпретацию технических характеристик автоматизированных МРЛ, с помощью которых по данным инструментальных измерений, рассчитывались постоянные радиолокатора CX. и C'X.;

- расчет с помощью CXудельной площади обратного рассеяния частиц (цх, см-1) ОО с учетом длины волны;

- расчет с помощью C'X. характеристик радиолокационной отражаемости ОО (Z, мм6 • м-3)с различными единицами измерений Zr(dBZ) и Zd (dBZ), lg Zr и lg Zd без учета длины волны;

- обсуждение полученных результатов.

2.1. Физическая интерпретация технических характеристик МРЛ и характеристик радиолокационной отражаемости ОО

Применение МРЛ основано на рассеянии радиоволн сан-

тиметрового диапазона частицами ОО, встречающихся в виде капель дождя, градин, кристаллов, снежинок и их различных комбинаций. МРЛ обладают рядом специфических особенностей, которые обеспечивают их высокую эффективность при обнаружении и измерении параметров метеообразований. Распределение многочисленных источников излучения в облаке создает суммарный отраженный сигнал, который несет метеорологическую информацию об отражающих объемах ОО. Среднее значение принимаемого сигнала Рпр (Вт) на входе приемника МРЛ зависит от их технических характеристик и радиолокационных параметров ОО, рассчитанных в диапазоне различных длин волн: к = 3,2 см; к2 = 10,3 см; к3 = 5,6 см [6-8, 14, 15, 17, 18, 20].

Зависимость между этими параметрами выражается уравнением радиолокации атмосферных образований и получена для однократного рассевания частиц, при условии их взаимной независимости друг от друга [6-8, 1418, 19]:

_ РперС2Я2ст&2 ъ

451п2Л:2100^ ^адЛпу^з

(1)

где

Р -

1 пер

О -к -с -т -

п -0 -

Кав -

КРПУ -

Кз -

с -

импульсная мощность электромагнитных колебаний, регулируемых передатчиком МРЛ (Вт); коэффициент усиления антенны; длина волны (см); скорость света (см/с); длительность импульса (сек); 3,14;

диаграмма направленности излучения антенны (радиан); коэффициент полезного действия антенно-волноводного тракта на прием и передачу (в соответствии с техническим паспортом может изменяться от 0,2 до 10 дБ); коэффициент заполнения радиолокационного объема частицами ОО;

коэффициент учета ослабления в пленке воды, образуемой на оболочке радиопрозрачного укрытия (РПУ) антенны в период выпадения осадков на месте установки МРЛ; коэффициент, учитывающий влияние подстилающей поверхности на диаграмму направленности антенны МРЛ; ослабление радиоволн в газах атмосферы при их распространении на пути 2R;

удельная площадь обратного рассеяния частиц (см-1) ОО.

П

к

К информативным радиолокационным характеристикам отражаемости ОО, рассчитанных с помощью технических характеристик МРЛ, относятся.

Эффективная площадь обратного рассеяния 1-й частицы (о{, см2) ОО

Она рассчитывается следующим выражением при выполнении рэлеевских условий рассеяния электромагнитного излучения:

сг, =-

64 я5г6 т2-1 2 К5Бь 1 2 т2-1

Л6 т2 +2 Л6 т2+ 2

(2)

где

т -

Б и г -

|т8-1|2_

комплексный показатель преломления вещества частицы на длине волны X;

диаметр и радиус рассеивающих частиц;

I т! +21

= 0,93 + 0,004 - множитель для воды в сантиметровом диапазоне длин

волн;

\т1-\\2_

\т1+2\

= 0,197 - множитель для льда единичной плотности.

Удельная площадь обратного рассеяния частиц (Пл, см-1) ОО

Она представляет суммарную эффективную площадь обратного рассеяния единичного объема ОО, заполненного рассеивающими частицами: каплями, кристаллами и т. д.

(3)

¡=1 гэ

где - г/л (м-1), N - число рассеивающих частиц в эффективном объеме V отражающей области.

Уравнение (2), с учетом уравнения (1), примет следующий вид:

64я-5 6 т2-\ 2 ^ п т2-1

V =——гь ' Я т2 + 1 т2 +2

м V,

(4)

Радиолокационная отражаемость мм6 м-3) ОО Она характеризует отражающие свойства единичного объема ОО и/или сумму, возведенных в шестую степень диаметров частиц, находящихся в единице объема

Д"

(5)

где X измеряется в ммб-м"3 или в X (дБТ) относительно = 1 ммб-м-3 (дБТ) или

( 6 Л 'мм

Vм У

= 10182(м3) = 10127(см3),

г((1В2) = Ж%—.

(6) (7)

Если 2 определяется через радиус частицы, то

2г(аВ2) = 2{йВ2)-18. Значение 2 (м3) рассчитывается следующим уравнением:

я

где к (м), п (м-1) и 2 (м3).

(8)

(9)

Эквивалентная радиолокационная отражаемость ^э, м3) ОО

Она характеризует свойства единичного объема (м3) ОО и равна отражаемости капельного облака, формирующего равный по амплитуде сигнал:

Л4Т] _

(10)

п

К-1

т2 + 2

2 '

где для водяных частиц 2Э = 2, а для ледяных частиц

т2-1

т:+ 2

/

т: -1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

т+2

Z или

(11)

(12)

(13)

=(0,189/0,224)2

Для частиц, отличных от рэлеевских, имеем

2э=3,52-109 ^4,

где п - в см-1, к - в сантиметрах.

Перечисленные технические характеристики МРЛ и радиолокационные параметры ОО, однозначно характеризующие условия формирования опасных явлений погоды (грозы, град, шквалы, ливень, обложные осадки), легли в основу:

- изучения структуры и динамики развития ОО [3];

- совершенствованных и разработанных новых методов радиолокационного диагноза и сверхкраткосрочного прогноза опасных явлений погоды, развивающихся в естествен-

ных условиях и при проведении на них активных воздействий [1-5, 8-13];

- оценки критериев засева объектов воздействия (ОВ) 1-4-й категорий [1, 2, 7, 8, 10-13] и пригодности облаков для воздействия в работах по воздействию на градовые процессы и искусственному увеличению осадков, соответственно [13,

19];

- совершенствованных и разработанных методов: активных воздействий на градовые процессы и по искусственному увеличению осадков, а также оценки их физической и экономической эффективности [1-5, 10-13].

2.2. Расчет значений С МРЛ и цк ОО

Разделив обе части уравнения (1) на Рпр = Р0 (соответственно уровень шумов приемного устройства и минимальная мощность отраженного сигала) и положив Кзап = 1, К^ = 1, КЗ = 1, а также, объединив технические параметры МРЛ в одну постоянную величину (С^), получим уравнение радиолокации атмосферных образований с учетом длинны волны (Я) и способа измерений отраженных сигналов:

^■р _ г

Р0 ~ ЛЯ2' где (14)

_ К*? 62Я2ст©2

Р045\п2я2\^К?шК™ (15)

Я

' Ри, Л V "о у

С С С

^л ^л ^л

В2

1П0'1"

10 Я2 (16)

Обозначим свободные члены, входящие в уравнение (15) буквой

/ = 7^ = 4,286.10^, (17)

4 1п2;г с

тогда уравнение (15) с учетом уравнения (17) примет следующий вид:

Рперв2А21®2

Сл= р100Х—f^K^^шK¡¡в, (18)

где СЯ (Вт^см2^см^с/(Вт^с)) или (см3) - постоянная МРЛ, кото-

рая определяет его энергетический потенциал и позволяет сравнивать различные МРЛ с точки зрения их обнаруживающей способности.

В связи с тем, что в уравнение (18) входят значения технических параметров МРЛ, изменяющихся в широких пределах, то расчет Сх на трех длинах волн (Х1 = 3,2 см; Х2 = 10,3 см; Х3 = 5,6 см) следует проводить с использованием данных инструментальных измерений (табл. 1) с привлечением следующих формул [16]:

101ёС, =2О1ё;1 + 1О1ёРг-1О1§Ро+1О1ёг + 2О1ёС + 2О1ё0-£ + 1О1ё/

ШёС32 =10,1 + 51,8-136-57,0 + 102,2-41,2-6 + 66,3 = 261,ЫВ Ю^С103 = 20,6 + 57,7-138-57,0 + 83,2-31,6-6 + 66,3 = 273, Ш 101§С56 =15,0 + 54,8-138-57,0 + 87,2-35,1-6 + 66,3 = 267,9^8

Результаты расчетов Сх представлены в таблице 1.

(19)

Таблица 1.

РАСЧЁТ С МРЛ С УЧЕТОМ ДЛИНЫ ВОЛНЫ

Параметр Значение канала Параметр Значения для параметров

МРЛ-5 МЕТЕОР 735 CDP 10 МРЛ-5 МЕТЕОР 735 CDP 10

I канал II канал I канал II канал

А, см 3,2 10, 3 5,6 20 1д А 10,1 20,6 15,0

РРт, кВт 150 850 450 10 1д Рт 51,8 59,3 56,5

Ро, Вт 2,510-14 1,610-14 1,610-14 10 1д Ро -136 -138 -138

т, сек 210-6 210-6 310-6 10 1д т -57,0 -57,0 -55,0

в, dB 1.29-105 1,44104 2,28104 20 1д в 102,2 83,2 87,2

0, град 0,5 1,5 1,0 20 1д 0 -41,2 -31,6 -35,1

С dB 6 5 5 1 -6 -5 -5

1 см/с 4,286 106 4,286 106 4,286 106 10 1д 1 66,3 66,3 66,3

Са, см3 1.51-1026 2,41027 6,171026 10 1д Са 261,8 273,8 267,9

Расчет ОО с учетом длины волны МРЛ можно проводить с помощью уравнения (16), представленной в логарифмической форме:

10 ^ пх = 0,1и + 20 ^ Я - ^ Сх 10 ^ пз,2 = 0,1и + 20 ^ Я - lg Сз,2 10 lg П10,з = 0,1и + 20 lgЯ - lg Сю,з 10 ^ П5,6 = 0,1и + 20 lg Я - lg С5,6

Результаты расчетов пх представлены в таблице 2. Таблица 2. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ п ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ДЛИН ВОЛН

Параметр отражаемости Значение параметра отражаемости

Пз,2 (см-1) , с, = 1,51 • 1026 см3 1-10-11 510-11 1-10-10 510-10 110-9 510-9 110-8

Пб,а (СМ-1) , с, = 6,17 • 1026 см3 110-12 510-12 110-11 510-11 1-10-10 510-10 110-9

Пю,з (СМ-1 ), с, = = 2,4 • 1027 см3 110-13 510-13 110-12 510-12 1-10-11 510-11 1-10-10

Пз,2 (СМ-1) , с, = 1,51 • 1026 см3 510-8 110-7 510-7 110-6 510-6 110-5 510-5

Пб,а (СМ-1) , с, = 6,17 • 1026 см3 510-9 110-8 110-8 110-7 510-7 110-6 510-6

П10,з (СМ-1 ), с, = = 2,4 • 1027 см3 510-10 110-9 110-9 510-8 510-8 110-7 510-7

2.3. Расчет С\ МРЛ и характеристик Z OO при различных единицах измерений

Для исключения зависимости Сх и характеристик радиолокационной отражаемости X (м3) от длины волны (X) МРЛ вводят понятие радиолокационной отражаемости X (м3), характеризующейся уравнением (9):

Пх

(21)

где X (м), пх (м-1) и X (м3).

Подставляя значение цх из (21) в (1) получим уравнение радиолокации атмосферных образований без учета длины волны МРЛ:

Р0 Р0451п2Я310°^Л2 РПУ Уравнение (22) можно представить в следующем виде

(22)

где

Р 2

пр _ гч

Рп ~ ХЯ2'

я3Рперв2ст®2 л Р0451п2Я2Ю0^ рпу ав'

(23)

(24)

-Вт

С[

10^—= и В2 . Ро

С;

ю'

,0,1л

с;

-я2

(25)

Обозначим свободные члены, входящие в уравнении (24) буквой

/' = -^- = 1,ЗМ09— (26)

У 451п<2

С учетом уравнения (26) уравнение (24) примет следующий вид:

, _ Рпер(72сг02 , ^л -/ГТцУ^я^"^ (27)

Расчет постоянной радиолокатора С'х, для трех каналов без учета длины волны проводился по данным инструментальных измерений (табл. 3) технических характеристик МРЛ с привлечением уравнения (27):

101в с\ = - 20^ X + 10^ Рт - 101е Ро + 20^ г + 20lg 0 - С + 10^ /' 101е С'з,2 = - 20,6 + 51,8 - 136 - 57,0 + 102,2 - 41,2 - 6 + 91,2 = 282,9 йВ 10^ С'ю,з = - 20,6 + 57,7 - 138 - 57,0 + 83,2 - 31,6 - 6 + 91,2 = 261,6 йВ 10^ С'з,« = - 15,0 + 54,8 - 138 - 57,0 + 87,2 - 35,1 - 6 + 91,2 = 262,9 йВ (28)

Результаты расчетов С\ представлены в табл. 3.

Таблица 3. РАСЧЁТ ПОСТОЯННОЙ МРЛ С'х БЕЗ УЧЕТА ДЛИНЫ ВОЛНЫ

Параметр Значение канала Параметр Значения для параметров

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

МРЛ МЕТЕОР МРЛ-5 МЕТЕОР

I канал II канал I канал II канал

А, см 3,2 10, 3 5,6 20 1д А -10,1 -20,6 -15,0

Рт, кВт 150 850 450 10 1д Рт 51,8 59,3 56,5

Ро, Вт 2,510"14 1,610-14 1,6-10-14 10 1д Ро -136 -138 -138

т, сек 210-6 210-6 310-6 10 1д т -57,0 -57,0 -55,0

в, dB 1,29105 1,44104 2,28104 20 1д в 102,2 83,2 87,2

0, град 0,5 1,5 1,0 20 1д 0 -41,2 -31,6 -35,1

С dB 6 5 5 1 -6 -5 -5

Г, см/с 2,12109 2,12109 2,12109 10 1д Г 91,2 91,2 91,2

С'А, см3 1,9510-26 1,4410-26 1,95-10"26 10 1д С\ 262,9 261,6 262,9

Для расчета характеристик радиолокационной отражаемости ОО с различными единицами измерений 2Г и (м3), ^ 2Г и ^ привлекались уравнения (5)-(13) и (25).

Здесь уравнение (25) представлено в логарифмической форме:

10 ^2 = 0,1и + 20 ^Я - 1g С'х 10 1g 2 = 0,1и + 20 1gЯ - 1g С'3,2 10 1g 2 = 0,1и + 20 1gЯ - 1g С'з,« 10 ^ 2 = 0,1и + 20 ^Я - 1g С'ю,3

(29)

Соотношения между единицами измерений характеристик радиолокационной отражаемости ОО представлены в табл. 4.

Таблица 4. СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ЕДИНИЦАМИ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК

РАДИОЛОКАЦИОННОМ ОТРАЖАЕМОСТИ ОО

Параметр отражаемости Значение параметра отражаемости

П3,2 (см-1), Са = 1,51 • 1026 см3 1-10-11 510-11 1-10-10 510-10 110-9 510-9 1-10-8

П5,6 (см-1), Са = 6,17 • 1026 см3 1-10-12 510-12 1-10-11 510-11 1-10-10 510-10 110-9

П103 (см-1), Са = 2,4 • 1027 см3 1-10-13 510-13 1-10-12 510-12 1-10-11 510-11 1-10-10

1д ^ (СВ1) 0.5 1,2 1.5 2.2 2,5 3,2 3,5

|д ^ (СВ1) -1,3 -0,6 -0.3 0,4 0,7 1,4 1,7

5 12 15 22 25 32 35

ТГ(СВ!) -13 -6 -3 4 7 14 17

П3,2 (см-1), СА = 1,51 • 1026 см3 510-8 110-7 510-7 1№6 5№6 110-5 5№

П5,6 (см-1), Са = 6,17 • 1026 см3 5-10-9 1-10-8 1-10-8 110-7 510-7 110-6 510-6

Пю,3 (см-1), Са = 2,4 • 1027 см3 5-10-10 110-9 110-9 510-8 510-8 110-7 510-7

1д 2„(СВ1) 4.2 4.5 5.2 5.5 6.2 6.5 7,2

1д2г(<Щ) 2.4 2.7. 3.4 3,7 4.4 4.7 5,4

ГДсЩ 42 45 52 55 62 65 72

ТГ{СВ1) 24 27 34 37 44 47 54

3. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

В табл. 1 и табл. 3 представлены значения постоянных МРЛ (Сх и С'х), которые определяют их энергетический потенциал и позволяют сравнивать различные МРЛ, с точки зрения их обнаруживающей способности. Значения Сх, С'х и радиолокационных параметров (цх (см-1), 2'л (йВ2) и (^ 2'й) рассчитывались с помощью технических параметров с учетом и без учета длин волны.

Анализ табл. 1 позволил выявить тенденцию увеличения роста Сх с увеличением длины волны МРЛ от 3,2 до 10,3 см. Разность между экстремальными значениями Сх составила 12 йВ. Различия в показаниях постоянной

МРЛ могут быть вызваны характеристиками волноводного тракта и приемо-передаточных устройств [16].

При анализе табл. 3 разность между максимальным (С'3,2 = С'5,6 = 262,9 ОБ) и минимальным значением (С'ю,3 = 261,6 ОБ) не превышает 1,3 ОБ.

Полученные в табл. 1 и табл. 3 значения Сх и С'х, рассчитанные с учетом и без учета длины волны, хорошо согласуются с данными, полученными наиболее широко используемыми в мире МРЛ [18].

Для объективной оценки Сх и С'х калибровку МРЛ необходимо проводить по реальным осадкам, полученным на наземной осадкомерной сети и и/ или автоматизированных МРЛ, а также по совокупности реперных целей, выбираемых в разных азимутах и удалениях [16]. На применяемой АСУ, после градуировки и калибровки МРЛ, необходимо записать файл местников и значение средней отражаемости совокупности местников, которые вносятся в акт калибровки МРЛ и в систему автоматического введения поправок на изменение его постоянной в каждом цикле обзора [16].

В табл. 2 представлены значения п^ ОО, рассчитанные с учетом длины волны по формулам (16) и (20), а в табл. 4 - значения радиолокационной отражаемости ОО (7) с различными единицами измерений, рассчитанные без учета длины волны по формулам (25) и (29). Анализ табл. 2 и табл. 4 показал, что значения пх,, измеренные в одном и том же облаке в реальном масштабе времени различными МРЛ (с Х1 = 3,2 см; Х2 = 10,3 см; Х3 = 5,6 см), отличаются друг от друга на один и два порядка. При значениях: пгл = 1 ' 10-7 см-1, п5,6 = 1 ' 10-8 см-1 и пю,3 = 1 ' 10-9 см-1, соответствующим критериям града в облаке: ^ 7О = 4,5 или 7О = 45 ОБ7, а ^ 7Г = 2,7 или 7Г = 27 ОБ7. Табл. 4 позволяет перевести значения пх, рассчитанные с учетом различных длин волн и постоянных МРЛ в значения 7, а значения 7 - в соответствующие значения пх.

Выводы

1. Для трех каналов, с помощью технических характеристик МРЛ:

- с учетом длины волны (X,) рассчитаны их постоянные Сх. (при X = 3,2 см С3,2 = 261,8 ОБ; при X = 5,6 см С5,6 = 267,9 ОБ и при X = 10,3 см Сю,3 = 273,8 ОБ), разность между экстремальными значениями которых составляет 12 ОБ (табл. 1);

- без учета длины волны (X,) рассчитаны их постоянные С'х. (при X = 3,2 см С'3,2 = 262,9 ОБ, при X = 5,6 см С'5,6 = 262,9 ОБ и при X = 10,3 см С'к),3 = 261,6 ОБ), разность между экстремальными значениями которых не превышает 1,3 ОБ (табл. 3).

Полученные в табл. 1 и табл. 3 значения Сх. и С'х, хорошо согласуются с результатами, полученными наиболее широко используемыми в мире автоматизированных МРЛ [18].

2. Для трех каналов МРЛ с учетом и без учета длины волны (А,), с помощью постоянных СА. и C\. рассчитаны соответственно значения и Z. В результате составлена табл. 4, которая позволяет перевести значения в значения Z и обратно.

Библиографический список

1. Абшаев М.Т. Состояние оперативных программ подавления града в мире // Обозрение прикладной и промышленной математики. Т. 3. В2. 1996. С. 246260.

2. Абшаев М.Т. Активные воздействия на градовые процессы. - РД. 52.37. 596. 98. М., 1998. - 32 с.

3. Абшаев М.Т., Малкарова А.М. Методические указания. Методы оценки эффективности воздействия на градовые процессы - РД. 52.37. 67-98. М., 1999. - 20 с.

4. Абшаев М.Т., Малкарова А.М. Оценка эффективности предотвращения града. - С.-Петербург. Гидрометеоиздат, 2006. - 279 с.

5. Абшаев М.Т., Абшаев А.М., Малкарова А.М. Состояние и перспективы развития противоградовых работ // Сборник Международной научной конференции с элементами научной школы «Инновационные методы и средства исследований в области физики атмосферы, гидрометеорологии, экологии и изменения климата». - Ставрополь: Изд-во Северо-Кавказского федерального университета. 2013. С. 3-11.

6. Атлас Д. Успехи радарной метеорологии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. -195 с.

7. Баттан Л.Дж. Радиолокационная метеорология / пер. с английского. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 231 с.

8. Брылев Г.Б., Гашина С.Б., Низдойминога. Радиолокационные характеристики облаков и осадков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 230 с.

9. Ватиашвили М.Р. Физические основы метеорологической защиты населенных пунктов и важнейших объектов // Математическое моделирование в научных исследованиях, часть II. Материалы Всероссийской научной конференции... Ставрополь. 27-30. сентября 2000. С. 88-95.

10. Ватиашвили М.Р, Джангуразов Х.Х., Кассиров В.П. // Способ активных воздействий на градовые процессы. Патент РФ на изобретение. №2321871, заявка № 2006 121792, А 01 G 15/10/2007.

11. Ватиашвили М.Р. Влияние фазовых переходов воды на параметры облаков и облачных систем, развивающихся в естественных условиях и подвергшихся воздействию частицами льдообразующих реагентов // Радиолокационная метеорология и активные воздействия. Сборник статей ГГО, посвященный памяти В.Д. Степаненко. 2012. С. 162-177.

12. Ватиашвили М.Р. Исследование градоопасных и градовых ячеек в периоды проведения и отсутствии противоградовой защиты. Международная конференция «Актуальные проблемы геофизики». Материалы научной конференции, посвященной 80-летию со дня основания Института геофизики. Тбилиси, 2014. С. 203-207.

13. Ватиашвили М.Р. Метод прерывание града на подступах защищаемой терри-

тории со стороны вторжения градовых облаков // Наука. Инновации. Технологии. 2016. 4. С. 7-24

14. Довиак Р, Зрнич Д. Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 512 с.

15. Метеорологические автоматизированные радиолокационные сети. Институт радарной метеорологии. - С.-Петербург: Гидрометеоиздат, 2002. - 331 с.

16. Организация и проведение противоградовой защиты. РД 52.37.731. - Нальчик: Редакция журнала «Эльбрус», 2010. - 86 с.

17. Руководство по применению радиолокаторов МРЛ-4, МРЛ-5 и МРЛ-6 в системе градозащиты. - С.-Петербург Л.: Гидрометеоиздат, 1993. - 356 с.

18. Руководство по производству наблюдений и применению информации с неавтоматизированных радиолокаторов МРЛ-1 МРЛ-2, МРЛ-5. - С.-Петербург. Гидрометеоиздат, 2002. - 331 с.

19. Сванидзе Г.Г, Бегалишвили Н.А., Ватьян М.Р., Карцивадзе А.И., Гудуша-ури Ш.Л. Методические указания по организации и проведению работ по искусственному увеличению осадков из конвективных облаков с помощью противоградовой техники. М.: Гидрометеоиздат, 1986, 25 с.

20. Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии (радиометеорология). 2-е издание. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 343 с.

References

1. Abshaev M.T. Sostoyanie operativnykh programm podavleniya grada v mire (The condition of the effective hail-supression programs in the world).// Obozrenie prikladnoi i promyshlennoi matematiki. T.3, V.2. 1996. S. 246-260.

2. Abshaev M.T. Aktivnye vozdeistviya na gradovye protsessy (Active influencing on hailing). - RD. 52.37. 596. 98. M: 1998. - 32 s.

3. Abshaev M.T., Malkarova A.M. Metodicheskie ukazaniya. Metody otsenki effek-tivnosti vozdeistviya na gradovye protsessy (Methodological instructive regulations. Efficiency evaluation methods of influencing on hailing). - RD. 52.37. 67-98. M.: 1999. - 20 s.

4. Abshaev M.T., Malkarova A.M. Otsenka effektivnosti predotvrashcheniya grada (Efficiency evaluation of hail preventing). - S.-Peterburg. Gidrometeoizdat, 2006. -279 s.

5. Abshaev M.T., Abshaev A.M., Malkarova A.M. Sostoyanie I perspectivy razvitiya protivogradovykh rabot (The condition and development prospects for anti-hail works). Sbornik Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii s elementami nauchnoi shkoly «Innovatsionnye metody i sredstva issledovanii v oblasti fiziki atmosfery, gi-drometeorologii, ekologii i izmeneniya klimata», - Stavropol, Izdatel'stvo Severo-Kavkazskogo federalnogo universiteta. 2013. S. 3-11.

6. Atlas D. Uspekhi radarnoi meteorologii (The success of radar meteorology). - L. -Gidrometeoizdat, 1967. - 195 s.

7. Battan L.Dj. Radiolokatsionnaya meteorologiya (Radar meteorology). Per. S angli-iskogo. - L. - Gidrometeoizdat, 1979. - 231 s.

8. Brylev G.B., Gashina S.B., Nizdoiminoga. Radiolokastionnye kharakteristiki obla-kov i osadkov (Radar features of clouds and weather precipitation). - L. - Gidrometeoizdat, 1986. - 230 s.

9. Vatiashvili M.R. Fizicheskie osnovy meteorologicheskoi zashchity naselennykh punktov i vazhneishikh ob'ektov (Physical foundations of meteorological protection of human settlements and significant objects) // Matematicheskoe modelirovanie v

nauchnykh issledovaniyakh, chast' II. Materialy Vserossiiskoi nauchnoi konferen-tsii. Stavropol. 27-30 sentyabrya 2000. S. 88-95.

10. Vatiashvili M.R., Dzhangurazov H.H., Kassirov B.P. // Sposob aktivnykh vozdeist-vii na gradovye prostessy (The method of active impact on hailing). Patent RF na izobretenie. № 2321871, zayavka № 2006 121792, A 01 G 15/10/2007.

11. Vatiashvili M.R. Vliyanie fazovykh perekhodov vody na parametry oblakov i oblachnykh sistem, razvivayushchikhsya v estestvennykh usloviyakh i podverg-shikhsya vozdeistviyu chastistami l'doobrazuyushchikh reagentov (The impact of phase water transitions to the parameters of clouds and cloud systems developing in natural conditions and affected by the particles of ice-formation reagents) // Radiolokatsionnaya meteorologiya i aktivnye vozdeistviya. Sbornik statei GGO, posvyashchennyi pamyati V. D. Stepanenko. 2012. S. 162-177.

12. Vatiashvili M.R. Issledovanie gradoopasnykh i gradovykh yacheek v periody pro-vedeniya i otsutstviya protivogradovoizashchity (The research of hail-risky and hail cells during carrying out and absence of anti-hail protection). Mezhdunar-odnaya konferenstiya "Aktual'nye problem geofiziki". Materialy nauchnoi konfer-enstii, posvyashchennoi 80-letiyu so dnya osnovaniya Instituta geofiziki. Tbilisi, 2014, s. 203-207.

13. Vatiashvili M.R. Metod preryvaniya grada na podstupakh zashchishchaemoi ter-ritorii so storony vtorzheniya gradovykh oblakov (The method of hail breaking next to the protected area from the direction of hail clouds intrusion) // Nauka. Innovat-sii. Tekhnologii. 2016. 4. S. 7-24.

14. Doviak R., Zrnich D. Doplerovslie radiolokatory i meteorologocheskie nably-udeniya (Doppler radars and meteorological observations). - L.: Gidrometeoizdat, 1988. - 512 s.

15. Meteorologicheskie avtomatizirovannye padiolokastyonnye seti. Institut radarnoi meteorologii (Meteorological automated radar networks. Radar meteorology institute). - S.-Petersburg. Gidrometeoizdat, 2002. - 331 s.

16. Organizatsiya i provedenie protivogradovoi zashchity (Arranging and carrying out anti-hail protection). RD 52.37.731. - Nalchik OOO. Redaktsiya zhurnala «Elbrus». 2010. - 86 s.

17. Rukovodstvo po primeneniyu radiolokatorov MRL-4, MRL-5, MRL-6 v sisteme gradozashchity (The manual on the application of radars MRL-4, MRL-5, MRL-6 in the hail-protection system). - S.-Petersburg. Gidrometeoizdat, 1993. - 356 s.

18. Rukovodstvo po proizvodstvu hablyudenii i primeneniyu informatsii s neavtoma-tizirovannykh radiolokatorov MRL-1, MRL-2, MRL-5 ( The manual on observing and application information of non-automated radars MRL-1, MRL-2, MRL-5). -S.-Petersburg. Gidrometeoizdat, 2002. - 331 s.

19. Svanidze G.G., Begalishvili N.A., Vatian M.R., Kartsivadze A.I., Gudushauri Sh.L. Metodicheskie ukazaniya po organizatsii i provedeniyu rabot po iskusstvennomu uvelichiniyuosadkov is konvektivnykh oblakov s pomosh'yu protigradovoi tekhniki. (Methodological instructive regulations on arranging and carrying out activities on artificial increasing of weather precipitation from convective clouds by means of anti-hail equipment). - M., Gidrometeoizdat, 1986, 25 s.

20. Stepanenko V.D. Radiolokatsiya v meteorologii (radiometeorologii) (Radiolocation in meteorology (radiometeorology)). 2-e izdanie. - L. Gidrometeoizdat, 1979343 s.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.