УДОСКОНАЛЕННЯ МОДЕЛЕЙ ТА МЕТОДІВ РАДІОАКУСТИЧНОГО І АКУСТИЧНОГО ЗОНДУВАННЯ АТМОСФЕРНОГО ГРАНИЧНОГО ШАРУ :

Краткое содержание

У вступі виділено найбільш актуальні задачі, які є на сучасному етапі

розвитку методів дистанційного зондування АГШ, що базуються на

використанні АХ, сформульовано направленість досліджень, обґрунтовано

актуальність теми дисертації, практичну значущість і наукову новизну,

подано структуру роботи і стисло викладено зміст її розділів.

У першому розділі проведено огляд літературних джерел. Стисло

викладено сучасний стан і загальні проблеми теоретичних основ фізики

атмосфери й атмосферного граничного шару. Дано оцінку основних

особливостей прогнозу локальної метеорологічної обстановки і засобів для

6

його інформаційного забезпечення. Показано необхідність використання

дистанційних методів зондування АГШ, зазначено переваги методів РАЗ і

АЗ. Особливу увагу приділено задачам розвитку систем контролю і

прогнозу локальної метеообстановки для забезпечення технологій «точного

землеробства».

Детально розглянуто сучасний стан методів і засобів АЗ – содарів

(акустичних локаторів, SODAR – SOnic Detection And Ranging), і систем

РАЗ, (RASS – Radio Acoustic Sounding System).

За більш ніж піввіковий період розвитку в цьому напрямку

накопичено значний досвід, як в теорії, так і в практиці реалізації цих

методів. Однак до сьогодні системи РАЗ і АЗ не стали в один ряд з такими

засобами, як контактні термометри, гігрометри або анемометри. Це

викликано непрямим характером вимірювань та значною складністю

фізичних процесів, яка обумовлює недоліки теоретичних описів. Показано,

що розробка методик зондування, створення конструкцій систем РАЗ і АЗ

значною мірою базується на суб’єктивних уявленнях і евристичних

підходах, які не завжди адекватні дійсності. Наприклад, це відноситься до

уявлень бездивергентної турбулентності, використання формул

радіолокації при описі прийнятого сигналу в системах РАЗ та ін.

При формулюванні конкретних задач дисертаційної роботи

попередньо детально проаналізовано історію виникнення, сучасний стан,

теоретичні та практичні можливості того або іншого відомого зараз

рішення. Враховано особливості відомих реальних систем АЗ і РАЗ й

перспективи удосконалення їх конструкцій, а також надбання, накопичені в

наукових підрозділах Харківського національного університету

радіоелектроніки.

У результаті проведеного аналізу виділено задачі, що є актуальними

для розвитку методів акустичного зондування АГШ, для яких сучасні

теоретичні уявлення дозволяють отримати якісно нові рішення.

Першою сформульовано задачу уточнення механізмів відбиття АХ у

турбулентному потоці за відсутності зовнішніх джерел тепла.

Другою задачею є створення фізичних моделей формування

інформаційних параметрів прийнятих сигналів при содарних вимірюваннях

швидкості вітру за різних станів АГШ.

Третьою задачею, що направлена на підвищення ефективності методу

АЗ, є оцінка параметрів інформаційних компонент у спектрі прийнятого

сигналу при зондуванні стійкого АГШ. (інформативних покажчиків

спектру прийнятого)

Четвертою задачею даної роботи є створення математичної моделі

дифракції ЕМХ на неоднорідностях діелектричної проникливості повітря,

що утворилися під час проходження АХ на нижній частині траси

зондування бістатичними системами РАЗ.

7

Другий розділ присвячено розв’язку фізичних задач, необхідних для

удосконалення методик зондування, виділення метеоінформації та

розвитку засобів АЗ.

На початку розділу проведено детальне обґрунтування шляхів

розв’язку перших трьох з поставлених вище задач, завдяки чому зменшено

вірогідність пропуску суттєвих факторів, або внесенню суб’єктивних

уявлень. При цьому послідовно виділено особливості складання вихідних

рівнянь гідродинаміки, акустики неоднорідного рухомого середовища,

сучасних уявлень про динаміку АГШ, розглянуто зроблені спрощення та їх

обґрунтованість при формулюванні задач АЗ. Особливу увагу приділено

питанням розсіяння звукових хвиль у турбулентному потоці. На підставі

цього аналізу подано оцінки внесків варіацій вітру, температури, пульсацій

тиску при адіабатичному русі основного потоку в процес розсіяння АХ.