Лазерный дистанционный метод измерения порывов атмосферного ветра

При метеорологических наблюдениях измерению подлежат средняя скорость ветра, мгновенная скорость ветра и порывы атмосферного ветра (максимальное значение мгновенной скорости за какой-либо промежуток времени). Для многих практических приложений наиболее перспективными дистанционными методами измерения скорости атмосферного ветра являются лазерные методы (особенно с точки зрения минимизации массогабаритных характеристик аппаратуры и энергопотребления). В статье рассмотрен лазерный дистанционный метод измерения мгновенной скорости и порывов атмосферного ветра. Описывается простой метод (использующий один лазерный пучок без пространственного сканирования), который может быть использован для приближенного измерения мгновенной скорости и направления атмосферного ветра. Метод основан на анализе измеренных пространственных реализаций объемного коэффициента обратного аэрозольного рассеяния атмосферы. Результаты математического моделирования и обработки экспериментальных данных показывают возможность получения оценки мгновенной скорости ветра с погрешностью ~ 20...30% и оценки направления ветра с погрешностью ~ 25°...30°.

Литература

[1] Моргунов В.К. Конспект лекций по курсу "Метеорология и климатология". Часть 3. "Метеорологические приборы и методы наблюдения". Новосибирск. 2003. http://www.zao.nsawt.ru/files/g74/meteorologiya_i_klimatologiya-3ch.pdf (Дата обращения: 22.09.2013).

[2] Захаров В.М., Костко О.К., Хмелевцов С.С. Лидары и исследование климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 320 c.

[3] Мензис Р.Т., Хардести Р.М. Когерентный доплеровский лидар для измерения полей ветра // ТИИЭР. 1989. Т. 77. № 3. С. 57-70.

[4] Корреляционные методы лазерно-локационных измерений скорости ветра / Г.Г. Матвиенко, Г.О. Заде, Э.С. Фердинандов и др. Новосибирск: Наука, 1985. 223 c.

[5] Применение корреляционных методов в атмосферной оптике / В.М. Орлов, Г.Г. Матвиенко, И.В. Самохвалов и др. Новосибирск: Наука, 1983. 160 c.

[6] Оперативное определение компонентов скорости ветра с помощью лидара / Г.Г. Матвиенко, И.В. Самохвалов, В.С. Рыбалко и др. // Оптика атмосферы. 1988. Т. 1. № 2. С. 68-72.

[7] Матвиенко Г.Г. Лидарные измерения скорости ветра с использованием стохастической структуры аэрозольных полей // Оптика атмосферы. 1988. Т. 1. № 6. С. 3-15.

[8] Балин Б.Д., Беленький М.С., Разенков И.А., Сафонова Н.В. Пространственно-временная структура сигналов аэрозольного лидара // Оптика атмосферы. 1988. Т. 1. № 8. С. 77-83.

[9] Сравнение лазерного и радиозондового методов зондирования скорости и направления ветра / Ю.С. Белан, Г.Г. Матвиенко, А.И. Гришин и др. // Оптика атмосферы. 1991. Т. 4. № 10. С. 1070-1076.

[10] Козинцев В.И., Иванов С.Е., Белов М.Л., Городничев В.А. Корреляционный лазерный метод с адаптивным выбором измерительной базы для оперативного измерения скорости ветра // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. № 2. С. 165-170.

[11] Козинцев В.И., Иванов С.Е., Белов М.Л., Городничев В.А. Лазерный метод оперативного измерения скорости и направления ветра // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2011. № 1. С. 57-66.

[12] Экспериментальные исследования оперативного метода измерения скорости ветра с адаптивным выбором измерительной базы / В.И. Козинцев, С.Е. Иванов, М.Л. Белов и др. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. № 2. С. 79-86.

[13] Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.: Советское радио, 1971. 328 c.