Анотація до роботи:

Максимова Н.Г. Поширення функціональних можливостей радіоэлектронної системи комплексного вертикального зондування атмосферного пограничного слоя. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.17 – радіотехнічні і телевізійні системи. – Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків, 2002.

Дисертацію присвячено розгляданню шляхів поширення функціональних можливостей радіоелектронної системи комплексного вертикального зондування (СКВЗ) атмосферного пограничного шару (АПШ), що складається з бістатичної апаратури радіоакустичного зондування (РАЗ), моностатичного содару і наземної метеоапаратури. З цією метою розроблено методики визначення за допомогою апаратури РАЗ основних метеовеличин. Вперше розроблено методику визначення вологості повітря апаратурою двочастотного РАЗ. Розглянуто вплив дестабілізуюючих факторів на точність визначення метеовеличин. Розроблено методику комплексних досліджень структури АПШ за допомогою усієї системи, що враховує взаємодоповнюючи властивості усіх трьох складових СКВЗ та суттєво поширює її можливості.. В результаті вимірювань, здійснених за зазначеною методикою, було отримано нові відомості про структуру АПШ при бризах. Розглянуто умови появи в приморському регіоні локальних атмосферних неоднорідностєй, які дають на записах содарів точкові відображення. Систематизовано типи содарних факсимільних записів, що їх отримано на границі суша-море. Для підвищення вірогідності інтерпретації даних содару притягувалися дані РАЗ. Базуючись на досвіді багатолітніх досліджень, викладено рекомендації щодо подальшого удосконалення систем комплексного зондування АПШ і методик їхнього використання.

1. Вперше розроблено методику, алгоритми і програми визначення апаратурою РАЗ основних метеовеличин – температури, вологості повітря і числа Ричардсона. Розглянуто вплив різних факторів на результативність радіоакустичного зондування, приведена точність виміру за допомогою РАЗ різних метеовеличин. Детально розглянутий єдиний реалізований на практиці спосіб визначення вологості повітря за допомогою двочастотної апаратури РАЗ. Оцінено методичні й інструментальні похибки цього способу.

2. Вперше запропоновано дві методики експлуатації апаратури РАЗ у залежності від стану АПШ – методика «траса», що рекомендується до використання в умовах близької до байдужого стану структури АПШ і слабкого вітру і методика “точка”, що рекомендується при розшаруванні АПШ і середньої швидкості вітру від 1 до 10 м/с. Для обох методик розроблені алгоритми і створені програми обробки даних апаратури РАЗ.

3. Розроблено ефективну методику комплексних досліджень структури АПШ, що базується на спільному використанні даних всіх елементів СКВЗ: апаратури РАЗ, содару, наземної метеоапаратури. Показано, що зіставлення «синхронних» даних від трьох елементів системи дозволяє усунути значною мірою неоднозначності при інтерпретації експериментальних даних.

4. Створена в ХІРЕ апаратура РАЗ, а з 1987 р. і СКВЗ у цілому активно використовувалися в період з 1985 по 1992р. для моніторингу АПШ у приморському районі України, на межі суша-море. Результати проведених експериментів цілком підтвердили, що розроблені нами методики вимірювання метеопараметрів за допомогою апаратури РАЗ і методика комплексного використання системи в цілому істотно поширили функціональні можливості СКВЗ. Це, зокрема, дозволило одержати нові дані про структуру АПШ на границі суша-море в трьох напрямках, що не вивчалися за допомогою такої системи. Ці результати викладені в розділі 3 (див. нижче пункти 5-8).

5. Вперше отримані докладні дані про аерологічну структуру АПШ при морських і берегових бризах на приморському півдні України. Приведені в роботі таблиці, гістограми і малюнки характеризують потужність бризів, висоту і потужність приземних і піднятих шарів, інтенсивність інверсій, висоту пригнічених конвективних пір’їв. Наведено також усереднені профілі температури і її градієнтів для обох типів бризів.

6. Детально розглянуто локальні атмосферні неодорідності (ЛАН), що породжують «точкові» відображення на СФЗ. Зазначені метеоумови, що сприяють появі ЛАН в приморському регіоні, типові розміри ЛАН, залежність концентрації і граничної висоти розташування ЛАН від часу доби і сезону року.

7. Виявлені найбільш характерні для приморського регіону типи СФЗ, дана фізична інтерпретація цих СФЗ. Приведено діаграму повторюваності основних груп СФЗ, і відзначено відмінність її від аналогічної діаграми для сухопутного району.

8. Отримані в ході експериментів результати досліджень АПШ у приморському районі України істотно поповнили базу наявних даних про особливості і розбіжність структури АПШ у різних географічних регіонах. Разом з тим, вони можуть бути дуже корисними при вирішенні ряду народно-господарських задач у такому важливому районі України, як район Одеси й в інших подібним з ним районах.

9. На основі досвіду, придбаного в ході створення СКВЗ, розробки методик експлуатації системи, проведення експериментальних досліджень і аналізу їхніх результатів, вироблені рекомендації з подальшого удосконалення систем комплексного зондування АПШ і використанню її в інтересах вирішення різних народно-господарських і оборонних задач.

Список використаних джерел

1. Радиоакустический способ определения модуля скорости ветра: А.с. 1545781 СССР/ А.Ю.Панченко. – Зарегистрировано 22.10.89 г.

2. Измерение влажности воздуха радиоакустическим зондированием атмосферы/ Бабкин С.И., Максимова Н.Г., Прошкин Е.Г., Панченко А.Ю, Ульянов Ю.Н.// Труды 9 Всесоюзн. симп. по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Ч. 2. - Томск: ИОА СО АН СССР. – 1987. – С.145-148.

3. Kallistratova M.A.and Lokoschenko M.A. Studying of Mixing Layer Height by Radiosonde and Sodar Observations / Proc. 9^th Intl. Symp. Acoust. Rem. Sens.. - Vienna (Austria). - 1998. – P. 285-288.

Публікації автора:

1. Автоматизированная обработка данных зондирования при радиоакустическом зондировании пограничного слоя атмосферы/ Бабкин С.И., Куценко В.И., Максимова Н.Г., Прошкин Е.Г., Ульянов Ю.Н.// Проблемы контроля и защиты атмосферы от загрязнения. - 1986. - Вып. 12. – С. 29-32.

2. Оценка погрешностей двух методик радиоакустического температурного зондирования атмосферы. Сообщение 1. Разработка эксперимента/ Бабкин С.И., Куценко В.И., Максимова Н.Г., Прошкин Е.Г., Ульянов Ю.Н.// Радиотехника. - 1987. – Вып. 82. – С. 78-83.

3. Оценка погрешности двух методик радиоакустического температурного зондирования атмосферы, Сообщение 2. Экспериментальные результаты/ Бабкин С.И., Куценко В.И., Максимова Н.Г., Панченко А.Ю.Прошкин Е.Г., Ульянов Ю.Н.// Радиотехника. – 1988. – Вып. 84. – С. 98-106.

4. Максимова Н.Г. Точечные ангел-эхо в акустике.// Радиотехника. - 1997. – №101.– С. 101-108.

5. Максимова Н.Г. Cовременное состояние дистанционного зондирования атмосферного пограничного слоя с поверхности земли (методы исследования, наиболее важные результаты)// Радиотехника. - 1998. - №107. – С. 43-57.

6. Maksimova N.G. State-of-the-art of the ground-based remote sounding of the atmosphere boundary layer (Research methods, the most important results)// Telecommunication and Radio Engineering USA. - 1999. - № 7.

7. Современное состояние, перспективы применения систем радиоакустического зондирования в метеообеспечении работ по контролю загрязнения воздуха/ Бабкин С.И. Куценко В.И., Максимова Н.Г., Пахомов Ю.А., Ульянов Ю.Н.// Труды конф. "Технические средства для государственной системы контроля природной среды". - Ч.1. - Обнинск: Географическое общество СССР. Обнинский отдел - 1981. – С. 78-79.

8. Бабкин С.И., Куценко В.И., Максимова Н.Г. Разработка сети сбора и обработки информации на базе систем радиоакустического зондирования (РАЗ)// Труды II Всесоюзн. семинара "Технические средства государственной системы наблюдений и контроля природной среды (ГСКП)". - Обнинск. – 1983. - С.173-175.

9. Определение погрешности измерения метеовеличин радиоакустическим методом/ Бабкин С.И., Максимова Н.Г., Прошкин Е.Г., Ульянов Ю.Н.// Труды. VIII Всесоюзн. симп. по лазерн. и акустич. зондированию атмосферы.- Ч.II.- Томск: ИОА СО АН СССР. - 1984. – С. 157-160.

10. Экспериментальное исследование ширины и спектра отраженных сигналов при радиоакустическом зондировании / Бабкин С.И., Броун Ю.Г., Куценко В.И., Максимова Н.Г., Прошкин Е.Г., Ульянов Ю.Н.// Труды VIII Всесоюзн. симп. по лазерн. и акустич. зондированию атмосферы.- Ч.II. - Томск: ИОА СО АН СССР.- 1984. – С.161-164.

11. Измерение влажности воздуха радиоакустическим зондированием атмосферы/ Бабкин С.И., Максимова Н.Г., Прошкин Е.Г., Панченко А.Ю, Ульянов Ю.Н.// Труды 9 Всесоюзн. симп. по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Ч. 2. - Томск: ИОА СО АН СССР. – 1987. – С.145-148.

12. Радиоакустическое температурное зондирование атмосферы на границе суша-море/ Бабкин С.И., Куценко В.И., Максимова Н.Г., Панченко А.Ю., Прошкин Е.Г., Ульянов Ю.Н., Яворский А.Ю.// Труды 9 Всесоюзн. симп. по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Ч.2. - Томск: ИОА СО АН СССР. – 1987. – С. 158-1962.

13. Максимова Н.Г., Панченко А.Ю., Ульянов Ю.Н. Алгоритм определения и прогнозирования опасных метеорологических условий методом радиоакустического зондирования атмосферы // Тез. докл. Всесоюзн. Конф. “Использование вычисл. Техники для решения проблемы охраны окружающей среды в теплоэнергетике”. – Ч.2. - Севастополь. – 1988. – С.176-180.

14. Максимова Н.Г., Ульянов Ю.Н. Обнаружение объемных неоднородностей влажности воздуха в нижней части тропосферы совместным акустическим и радиоакустическим зондированием// Тез. докл. XVI Всесоюзн. конф. по распространению радиоволн - Харьков. - 1990.

15. Ульянов Ю.Н., Панченко А.Ю., Максимова Н.Г. Использование комплексного радиоакустического и акустического вертикального зондирования для оперативного определения структуры атмосферной турбулентности для нужд авиации// Тез.докл. на III Всесоюзной конференции по авиационной метеорологии. - Москва. - 1990.

16. Максимова Н.Г. «Ангел-эхо» в акустике// Тезисы докл. 1-й межд. конф. «Теория и техника антенн". - Харьков: ХГТУРЭ. – 1995. – С.115.

17. Максимова Н.Г., Ульянов Ю.Н. Локальные неоднородности нижней тропосферы по многолетним данным акустического, радиоакустического и радиолокационного зондирования// Труды 1-й межд. конф. «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». – Туапсе - 1995. - С.81.

18. Ульянов Ю.Н., Прокопенко Ю.В., Максимова Н.Г. Радиоакустическое зондирование с использованием звуковых одиночных импульсов// Тез. докл. 2-й межд. конф. "Теория и техника передачи, приема и обработки информации». Ч.2. – Харьков: ХГТУРЭ. - 1996. - С.53.

19. Ульянов Ю.Н., Максимова Н.Г. Связь метеоявлений с возникновением и характером "точечных антел-эхо"// Труды 2-й межд. конф. "Теория и техника передачи, приема и обработки информации. Туапсе. - 1996. – С. 84.

20. Maksimova N.G., Ul’yanov Yu.N., Prokopenko Yu.V.Combined radio-acoustic antenna for the air field complex of acoustic and radioacoustic sounding of the atmosphere// Proceedings of the Second International Conference on Antenna Theory and Techniques. – Kyiv: NTUU “KPI”. – 1997. – P. 175-176.

21. Maksimova N.G., Ul’yanov Yu.N. Research of Sea Breezes over Black Sea Northwest Coast by Means of Acoustic and Radioacoustic Sounding// Proceedings of the 9^th International Symposium on Acoustic Remote Sensing and Associated Techn. of the Atm. and Oceans. – Vienna (Austria). – 1998. – P. 289-292.

22. Maksimova N.G., Ul’yanov Yu.N. Measurements of air humidity with Double-frequency RASS // Proceedings of the 9^th International Symposium on Acoustic Remote Sensing and Associated Techn. of the Atm. and Oceans, Auckland New Zealand. – 2000. – P. 115-118.

23. Maksimova N.G., Ul’yanov Yu.N. The estimation of the humidity in the lower troposphere with the use of the double-frequency radioacoustic sounding system // Proceedings of MMET’2000, Kharkov. - 2000. – P. 250-252.

24. Комплекс вертикального акустического и радиоакустического зондирования атмосферы в условиях прибрежного метеополигона/ Ульянов Ю.Н., Прошкин Е.Г., Панченко А.Ю., Ветров В.И., Максимова Н.Г./ Препр./ ИФА АН СССР: «Исследования пограничного слоя атмосферы над сушей и океаном акустическими методами».- Ч.I. – 1990. – С. 39-46.

25. Результаты совмещенного акустического и радиоакустического зондирования атмосферы на границе суша-море/ Ульянов Ю.Н., Прошкин Е.Г., Панченко А.Ю., Ветров В.И., Максимова Н.Г./ Препр./ ИФА АН СССР: «Исследования пограничного слоя атмосферы над сушей и океаном акустическими методами».- Ч.I. – 1990. – С. 47-54.

26. Локальные неоднородности в устойчивом пограничном слое атмосферы по результатам акустического и радиоакустического зондирования в прибрежной зоне/ Ульянов Ю.Н., Прошкин Е.Г., Панченко А.Ю., Ветров В.И., Андрианов В.А., Максимова Н.Г./ Препр./ РАН. Институт радиотехники и электроники; № 7 (575). – М.: 1992. – 21 c.