Патент на изобретение №2385474
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНВЕКТИВНЫХ ОПАСНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА ДЛЯ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения конвективных опасных метеорологических явлений. Сущность изобретения: измеряют минимальное значение радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы облачного покрова, и максимального альбедо. Причем радиационную температуру измеряют в диапазонах длин волн 3,55-3,93 мкм, 10,3-11,3 мкм, 11,5-12,5 мкм. Наличие очага конвективного опасного метеорологического явления определяют в зависимости от времени суток, учитывая измеренные параметры. Технический результат: повышение достоверности определения и расширение класса определяемых конвективных опасных явлений. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области метеорологии, а точнее к методам определения конвективных опасных метеорологических явлений (гроза, град, шквал, ливень), наносящих материальный, экологический и социальный ущерб, и может быть использовано в оперативной работе метеорологических подразделений. Задача диагностики этого типа явлений возникает из необходимости предупреждения об их приближении с целью принятия мер для защиты от них и смягчения последствий. В теплое полугодие (май-сентябрь) основным генератором опасных метеорологических явлений (ОЯ) является кучево-дождевая облачность, образующаяся в результате интенсивных конвективных движений. Следовательно, определение зон активной конвекции критической интенсивности позволяет выявить области возникновения связанных с ними опасных метеорологических явлений. Известен радиолокационный способ обнаружения кучево-дождевой облачности (Руководство по краткосрочным прогнозам погоды, ч.I. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986, с.451-452), представляющий собой активное зондирование атмосферы метеорологическими радиолокационными станциями, работающими в сантиметровом диапазоне длин волн. В зависимости от стадии развития конвективного облака изменяются размеры облачных частиц и их концентрация. Кучево-дождевое облако в максимальной стадии своего развития дает более интенсивное «радиоэхо» на индикаторе радиолокационной станции. Для электромагнитных волн сантиметрового диапазона фронтальная облачность слоистых форм не является препятствием, с их помощью достаточно легко обнаруживаются замаскированные очаги конвективной облачности. К недостаткам следует отнести разреженность сети метеорологических радиолокационных станций, что не позволяет получать информацию требуемой степени детализации, а также радиус действия 150-200 километров, которого не всегда достаточно для предупреждения и принятия своевременных мер по предотвращению неблагоприятных последствий. Известен способ определения типа облачности по снимкам, сделанным с метеорологических искусственных спутников Земли (МИСЗ) (Руководство по использованию спутниковых данных в анализе и прогнозе погоды / под ред. И.П.Ветлова и Н.Ф.Вельтищева. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982, с.63), основывающийся на анализе дешифровочных признаков (тон и рисунок изображения). Площадь земной поверхности, отображенная на снимке, сделанном орбитальным МИСЗ, позволяет анализировать процессы синоптического масштаба (тысячи километров). Количество космических аппаратов и траектории их полета позволяют получать информацию со всей планеты. Недостатком является то, что процедура распознавания типа облачности проводится на качественном уровне и в значительной степени зависит от квалификации специалиста, что накладывает определенную долю субъективизма.
Недостаток этого способа заключается в ограниченности применения для распознавания только одного из перечня конвективных ОЯ – грозовой облачности. Вследствие этого достоверность распознавания зон с другими конвективными ОЯ является низкой. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности определения и расширение класса определяемых конвективных ОЯ. Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения конвективных опасных метеорологических явлений, заключающемся в измерении минимального значения радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы облачного покрова, и максимального альбедо, радиационную температуру измеряют в диапазонах длин волн 3,55-3,93 мкм, 10,3-11,3 мкм, 11,5-12,5 мкм, а наличие очага конвективного опасного метеорологического явления определяют в дневное время из условия С1·Т2+С2·А+С3<0, в ночное время из условия С4·Т3+С5·(Т2-Т3)+С6·(Т2-Т1)+С7<0, где T1 – измеренное минимальное значение радиационной температуры в диапазоне длин волн 3,55-3,93 мкм, Т2 – измеренное минимальное значение радиационной температуры в диапазоне длин волн 10,3-11,3 мкм, Т3 – измеренное минимальное значение радиационной температуры в диапазоне длин волн 11,5-12,5 мкм, А – альбедо, С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7 – эмпирические коэффициенты. Кроме того, минимальное значение радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы облачного покрова, измеряют в градусах Цельсия, а значения эмпирических коэффициентов для теплого периода года на Европейской части территории России принимают равными С1=0,245 1/°С, С2=-0,129 1/%, С3=22,636, С4=0,324 1/°С, С5=-4,862 1/°С, С6=-0,27 1/°С, С7=20,093. Сущность изобретения заключается в том, что по измерению на верхней границе облачности минимальной радиационной температуры теплового излучения в трех диапазонах длин волн инфракрасного диапазона, максимального альбедо определяют наличие конвективных опасных метеорологических явлений, приносящих материальный ущерб, наблюдающихся как по отдельности, так и в комплексе. Как показал статистический анализ результатов, полученных для европейской части России, достоверность распознавания зон с конвективными ОЯ, приносящими материальный ущерб, по данным о радиационной температуре и альбедо на ВГО, сгенерировавшей ОЯ, измеренным с МИСЗ в спектральных каналах видимого и инфракрасного диапазонов, составляет 80-85%. По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет определить зоны с конвективными ОЯ, приносящими материальный ущерб, наблюдающимися как по отдельности, так и в комплексе. Информация о нескольких конвективных ОЯ прототипом не может быть получена, однако, как правило, при благоприятных метеорологических условиях достаточно сложно предугадать, какое из конвективных ОЯ достигнет в своем развитии интенсивности, при которой возможен материальный ущерб. Поэтому предлагаемый способ определения конвективных опасных метеорологических явлений может быть использован в метеорологии при выявлении зон с ОЯ, наносящими материальный, экологический и социальный ущерб, для дальнейшего их мониторинга и прогнозирования с целью предупреждения и предотвращения (уменьшения) негативных последствий. Предлагаемый способ может быть реализован, например, с использованием инфракрасного сканирующего радиометра (Герман М.А. Космические методы исследования в метеорологии / М.А.Герман. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985, с.115-117).
Формула изобретения
1. Способ определения конвективных опасных метеорологических явлений в теплый период года для Европейской части территории России, заключающийся в измерении минимального значения радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы облачного покрова, и максимального альбедо, отличающийся тем, что радиационную температуру измеряют в диапазонах длин волн 3,55-3,93 мкм, 10,3-11,3 мкм, 11,5-12,5 мкм, а наличие очага конвективного опасного метеорологического явления определяют в дневное время из условия: 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что минимальное значение радиационной температуры теплового излучения, уходящего от верхней границы облачного покрова, измеряют в градусах Цельсия, а значения эмпирических коэффициентов для теплого периода года на Европейской части территории России принимают равными
|
||||||||||||||||||||||||||
2.