Система радиоакустического зондирования - Radio acoustic sounding system

Не путать с Радиоакустическая дальнометрия.
Радар профилировщик ветра и РАСС на Северный склон Аляски сайт в Барроу, Аляска

А система радиоакустического зондирования (РАСС) - система измерения атмосферного скорость отклонения с помощью обратное рассеяние из радио волны от акустический фронт волны для измерения скорость звука на разной высоте над землей. Это возможно потому, что сжатие и разрежение воздуха акустической волной изменяет диэлектрик свойства, производящие частичное отражение передаваемого радар сигнал.[1]Судя по скорости звука, температура воздуха в планетарный пограничный слой можно вычислить.[2]Максимум высота Дальность действия систем RASS обычно составляет 750 метров, хотя сообщалось о наблюдениях до 1,2 км во влажном воздухе.[3]

Принцип

Принцип работы РАСС следующий: Рассеяние Брэгга происходит когда акустический энергия (то есть звук) передается в вертикальный луч радар так что длина волны акустического сигнала соответствует половине длины волны радара. Поскольку частота акустического сигнала изменяется, во время совпадения по Брэггу происходит сильно усиленное рассеяние радиолокационного сигнала.

Когда это происходит, Доплеровский сдвиг радиолокационного сигнала, создаваемого брэгговским рассеянием, а также атмосферная вертикальная скорость. Таким образом, можно измерить скорость звука как функцию высоты, исходя из которой виртуальная температура (TV) профили могут быть рассчитаны с соответствующими поправками на вертикальное движение воздуха. Виртуальная температура воздушной посылки - это температура, которую имел бы сухой воздух, если бы его давление и плотность были равны таковым для образца влажного воздуха. Как показывает практика, вертикальная скорость в атмосфере 1 м / с может изменить телевизионное наблюдение на 1,6 ° C.

Конфигурации

РАСС может быть добавлен в радар профилировщик ветра или к содар система. В первом случае к радиолокационному профилометру ветра необходимо добавить необходимые акустические подсистемы для генерации звуковых сигналов и выполнения обработки сигналов. Когда RASS добавляется к радиолокационному профилометру, три или четыре вертикально направленных акустических источника (эквивалентных высококачественным стереодинамикам) размещаются вокруг антенны радиолокационного профилометра ветра, а также добавляются электронные подсистемы, которые включают усилитель акустической мощности и схему генерации сигнала. доски. Акустические источники используются только для передачи звука в вертикальный луч радара и обычно заключены в кожухи для подавления шума, чтобы минимизировать неприятные эффекты, которые могут беспокоить соседей или других людей, находящихся поблизости от инструмента.

Когда RASS добавляется к содару, добавляются необходимые подсистемы радара для передачи и приема сигналов радара и обработки информации об отражательной способности радара. Поскольку данные о ветре получаются с помощью содара, радар должен выполнять выборку только по вертикальной оси. Преобразователи содаров используются для передачи акустических сигналов, которые вызывают брэгговское рассеяние сигналов радара, что позволяет радаром измерять скорость звука.

разрешение

Вертикальное разрешение данных RASS определяется длительностью (-ами) импульса, используемого радаром. Выборка RASS обычно выполняется с длительностью импульса от 60 до 100 метров. Из-за ослабления акустических сигналов в атмосфере на частотах RASS, используемых радиолокационными профилометрами ветра пограничного слоя, диапазон высот, который может быть измерен, обычно составляет от 0,1 до 1,5 км, в зависимости от атмосферных условий (например, высокие скорости ветра имеют тенденцию ограничивать охват высоты RASS. до нескольких сотен метров, потому что акустические сигналы выходят за пределы луча радара).[4]

Рекомендации

  1. ^ Авурис, Николас (1995). Экологическая информатика. Город: Kluwer Academic. ISBN  0-7923-3445-0.
  2. ^ Рагхаван, Саундарараджан (2003). Радиолокационная метеорология. Библиотека атмосферных и океанографических наук (изд. Том 27). Springer. п. 442. ISBN  978-1-4020-1604-2.
  3. ^ Каймал, Дж. (1994). Атмосферные течения в пограничном слое. Оксфорд, Оксфордшир: Издательство Оксфордского университета. п. 245. ISBN  0-19-506239-6.
  4. ^ Бейли, Десмонд Т. (февраль 2000 г.) [1987]. «Аэрологический мониторинг». Руководство по метеорологическому мониторингу для приложений регулирующего моделирования (PDF). Джон Ирвин. Парк Исследований Треугольника, Северная Каролина: Агентство по охране окружающей среды США. С. 9–13–9–14. EPA-454 / R-99-005.

Эта статья включаетматериалы общественного достояния от Правительство США документ: "Руководство по метеорологическому мониторингу для приложений регулирующего моделирования ".