Радиолокационное измерение твердых осадков

Средняя высоте верхняя границы облаков при снегопаде составляет 3-4 км. При этом отмечается резкий спад вертикального профиля , начиная с высоты нулевой изотермы, что резко уменьшает радиус обнаружения снега, по сравнению с обнаружением жидких осадков.

Диэлектрическая проницаемость хлопьев в процессе таяния увеличивается примерно в 5 раз.

Осадки выпадают при:

- As, Ns,

- As, Ns, Cb,

- As, St, Sc,

в которых плотные облака хорошо обнаруживаются МРЛ.

Однако снег из плотных облаков среднего яруса не всегда достигает поверхности Земли.

Дождемеры с ветровой защитой улавливают до 70% снежинок, а без ветровой защиты – 50%.

Для соотношения отражаемости и интенсивности выпадающего снега предложены следующие коэффициенты для связи и :

Если дБ: , где - интенсивность выпадения снега [мм/час].

Для тающего снега:

В ряде случаев одному значению интенсивности осадков будут соответствовать разные значения :

, мм/ч	1	10
дождя	23	39
дождя и снега [дБ]	26	48

Для устранения такой неоднозначности интенсивности выпадения снега вычисляется:

Для снега при температуре ниже :

Когда температура близка к или больше ( ):

Для более объективной оценки необходимо знать распределение отражаемости с высотой для каждого элемента площади измерения. Поскольку, осреднение в снеге приводит к дополнительным ошибкам.

В идеальном случае оценка коэффициентов и в процессе таянья снега должна корректироваться. При корректировки данных радиолокационных наблюдений с помощью единичного среднего для всей площади калибровочного множителя, который получается по данным наземных измерений осадкомера.

Учитывая эти факторы, средняя ошибка радиолокационной оценки слоя осадков снижает до 18%.

Радиолокационные измерения интенсивности осадков

Современные МРЛ позволяют измерять осадки с минимальной интенсивностью 0,1-0,5 мм/ч в радиусе обзора 250 км.

Ограничивающим фактором является кривизна Земли и возрастающая с удалением от МРЛ область радиоэхо.

Средняя высота радиоэха облаков, дающих обложные осадки, от 3,5 до 6,5 км. Радиус обнаружения 250 км.

Средняя высота радиоэхо кучевых – от 6,0 до 8,0 км. Радиус обнаружения 200-250 км.

Средняя высота облаков, дающих снегопады, измеряется от 3 до 4 км. Радиус обнаружения от 100 до 150 км.

Радиолокатор с дБ оценивает площадь радиоэхо конвективной и слоистой облачности с осадками около 90000 км².

В настоящее время решается вопрос о точности радиолокационного метода измерения осадков. Экономически выгодно измерять осадки радиолокационным методом и иметь минимальную сеть дождемеров. При радиусе обнаружения более 10 км высота верхней граница облаков с осадками становится определяющим фактором не только для обнаружения, но и для измерения осадков.

Большинство оценок точности радиолокационных измерений осадков до 1990 года получены в результате экспериментов на Валдае. По данным экспериментальных измерений, точность обнаружения осадков радиолокационным методом на длине волны 3,2 см порядка 60%.

При тарировке радиолокационных данных по наземным приборам точность измерений суточных сумм осадков на площади 500-600 км² возрастает на 15% и оказывается эквивалентной точности сети дождемеров с плотностью 1 прибор на 26 км².

Было отмечено, что средние дождемерно-локационные оценки осадков более точны, чем только дождемерные на большой площади и с низкой плотность дождемеров.

Итоги:

При радиолокационных измерениях осадков необходимо введение поправок в процессе измерения параметров объектов. Ряд поправок трудно поддается оценке, и эти поправки обусловлены следующими характеристиками:

А) нестабильность радиолокационной аппаратуры;

Б) не прогнозируемые отражения от местных предметов;

В) наличие водяной пленки на РПУ, что приводит к снижению оценки интенсивности осадков;

Г) необходим ежедневный учет особенности вертикального профиля отражаемости в радиусе обзора МРЛ;

Д) необходимо учитывать искажение радиоволн в снегопаде.

Для совершенствования методов радиолокационных измерений осадков:

1. Необходимо уточнить зависимость с учетом удаления зон измерения осадков от МРЛ;

2. Совмещение радиолокационных и дождемерных данных явлений наилучшим методом измерения осадков, чем содержание густой осадкомерной сети;

3. Наличие телеметрических дождемеров и калибровки по ним информации автоматизированных МРЛ в процессе измерения позволяет осуществлять оценку осадков за 1 час, за 3 часа. При отсутствии телеметрических дождемеров данные МРЛ об осадках могут быть репрезентативны только за сутки или декаду.

75