4 Семейства:

– облака верхнего яруса, располагающиеся на высотах более 6 км;

– облака среднего яруса, располагающиеся на высотах от 2 до 6 км;

– облака нижнего яруса, располагающиеся на высотах до 2 км;

– облака вертикального развития, основания которых располагаются на

высоте облаков нижнего яруса, а вершины - на высоте облаков среднего или

верхнего ярусов

Сущность морфологического метода заключается в определении диапазона высот нижней границы облачности, на которых может располагаться определяемый по приведенным в атласе [20] описаниям и фотографиям тип наблюдаемых облаков. Также к пассивным относится метод оценки высоты НГО по минимальным уровням конденсации, использующий эмпирические формулы, получен- Современное развитие оптико-электронной и вычислительной техники, а также методов обработки и распознавания изображений предопределило появление пассивного бистатического метода измерения высоты НГО , в котором для определения высоты НГО используются два оптико-электронных приѐмника со стандартными оптическими системами. Принцип работы данного метода заключается в том, что, наблюдая один и тот же фрагмент облачности с

двух пространственно разнесенных оптико-электронных приѐмников, вычисляют углы визирования (или отклонения от вертикали) и методом триангуляции вычисляют высоту наблюдаемого фрагмента облачности.

Шаропилотный метод измерения высоты НГО относится к пассивным методам определения высоты НГО и применяется при балле облачности от 5-ти до 10-ти (для максимального исключения вероятности попадания шар-пилота в просвет между облаками). Может применяться как визуальное определение момента исчезновения видимости шар-пилота с помощью теодолита, так и с помощью специальных облакомеров, закрепленных на шар-пилоте, и работающих на фотоэлектрическом или электротехническом принципах [18, 22, 31]. Для этого шар-пилот наполняют гелием или водородом, определяют его вертикальную скорость подъема (порядка 325-ти м/мин) и отпускают в свободный полѐт. В зависимости от силы ветра, высоты и вида облаков, могут применяться тѐмные и светлые оболочки шаров-пилотов объѐмом 10, 20 или 30 л. Для наблюдения в тѐмное время суток к шар-пилоту прикрепляют небольшой источник света.Одним из первых среди активных методов определения высоты НГО был прожекторный метод. В нем в качестве носителя информации используется световой луч, сформированный с помощью мощного источника света

Радиолокационный метод в настоящее время является наиболее эффективным для получения различной метеорологической информации, связанной с облачностью [2, 22]. Различают активную метеорологическую радиолокацию с использованием переизлучения и пассивную с использованием собственного излучения (теплолокация). Кроме информации о высоте НГО, радиолокационный метод позволяет определять пространственное распределение облаков, их водность, а также пространственное распределение осадков и их интенсивность. Принцип радиолокации заключается в регистрации излучаемой или переизлучаемой метеорологическим объектом электромагнитной энергии в диапазоне СВЧ. Например, метеорологический радиолокатор МРЛ-5 работает на двух каналах c частотами колебаний 9595 и 2950 МГц. Характеристики принятого сигнала зависит от расстояния до объекта и от его свойств. Применяя активную радиолокацию достаточно просто определить расстояние до объекта,т.к. скорость распространения электромагнитного излучения является известной величиной.

Принцип работы спутникового метода измерения высоты НГО основан на измерении высоты верхней границы облачности (или отдельных облаков) с последующим вычитанием толщины облачности. Первый параметр получается путем сопоставления углов наблюдения верхней границы облачности с нескольких спутников. Для получения второго параметра используются различные приборы как наземного, так и спутникового базирования [36].

1.2. Сравнительный анализ методов измерения высоты нижней границы облачности Представленные выше методы измерения высоты НГО имеют свои преимущества и недостатки. Выбор того или иного метода зависит от многих фак-торов, в числе которых требуемая точность получаемых данных о высоте НГО, непрерывность производства измерений, энергопотребление, допустимые габа-риты, стоимость используемого оборудования и др.

Активные дистанционные методы определения высоты НГО имеют более высокую, по сравнению с пассивными методами, точность измерений, и мень-шую зависимость от погодных условий.

Пассивные методы, в свою очередь, имеют преимущества по таким пара-метрам, как простота технической реализации, меньшие массогабаритные пока-затели применяемых измерителей, низкое, по сравнению с активными мето-дами, энергопотребление и, как следствие этого, более высокую надѐжность.

1.3. Средства измерения высоты нижней границы облачности Высоту НГО можно измерять, применяя дальномеры, использующие в своей работе различные физические принципы. Широкое применение для измерения расстояний (например, в геодезии) имеют дальномеры с постоянным углом, а также дальномеры двойного изображения. И в том и в другом случаях используются образцовые рейки различных конструкций с известными геометрическими размерами. К приборам такого типа относятся теодолиты, тахео-метры и кипрегели [37–39]. При использовании оптических дальномеров диапазон измеряемых расстояний может составлять от 10-20 м до 300 м со средне-квадратической ошибкой от 1/1500 до 1/600. Принцип измерения расстояний электронными дальномерами, исполь-зующими электромагнитные волны радио- и оптического диапазона, основан на определении прямым или косвенным способом времени распространения элек-тромагнитной волны вдоль измеряемой дистанции. В радиодальномерах в качестве несущих колебаний используются колебания диапазона СВЧ. Это, как правило, сантиметровые (3 или 10 см) или миллиметровые (8 мм) волны диапазона УКВ [39]. В светодальномерах используются электромагнитные колебания оптического диапазона волн, как видимого, так и ИК диапазона. В качестве источника света используются лампы накаливания, светодиоды, газовые и твердотельные лазеры. Диапазон измеряемых с помощью светодальномеров расстояний может лежать в пределах от 1 до 70 км с достаточно большой точностью. Например, лазерный дальномер "Zenit LRB 7x40 S имеет диапазон измеряемых расстояний от 40 до 1000 м с ошибкой от 1 до 11 м, а лазерный целеуказатель-дальномер "1Д26" позволяет определять рас-стояния от 110 до 29995 м с предельной погрешностью измерения дальности не более 10 м [40]. Также, многорежимный лазерный дальномер-целеуказатель воздушной и наземной цели входит в состав оптико-локационных станций типа ОЛС самолета СУ-35 и 13СМ-1 самолета МиГ-35, имеющих дальность обнару-жения воздушных и наземных целей до 70 км [41].

Радио- и светодальномеры могут работать на различных физических принципах работы – временном, интерференционном, частотном или фазовом [39]. Дальномеры, работающие на временном принципе, используют прямое измерение времени распространения импульса электромагнитной волны τ. При использовании интерференционного принципа, расстояние определяется принепосредственном наблюдении интерференционной картины, созданной опор-

ной и отражѐнной волнами. При использовании частотного принципа, измеря-ется приращение частоты излучаемого и принимаемого сигнала. Широкое распространение получили дальномеры с фазовым принципом измерения расстояний. В этом случае измеряется разность фаз излучаемого