Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Снежные лавины (прогноз и защита) [сб. ст

.].pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.69 Mб
Скачать

В последнем случае не удается отчетливо различать отдельные кристаллы.Причина этого заключается, на наш взгляд, в том, что свет , проникая внутрь кристалла, многократно отражается, и кристалл "светится изнутри", не создавая достаточного кон­ траста.Это подтверждается снимками, полученными в проходящем свете, которые по качеству мало отличаются от снимков в отра­

женном свете.

Несущественно повысилось качество изображения

и цри

съемке под светофильтрами КЗС-5ДС-17, ОС-12 и КС- I ,

а цвет­

ная обратимая пленка дала обнадеживающие

результаты.

Кювета. Как уже

отмечалось, при стереосъемке

один-два

кристалла помещались в

кювету. Разумеется

.условия

в кювете

должны быть близкими к естественным. Во всяком случае, влия­ ние различий во внешних уоловиях на изучаемый процеос должно быть ничтожно малым или учитываемым. Кроме того , устройство кюветы должно удовлетворять ряду стереофотограмметрических требований.Схема устройства кюветы изображена на рис.З . Кюве­

та изготовлена на фрезерном станке из органического стекла. Исследуемый кристалл примораживается к дну размером 6x6 мм

основания

кюветы.

 

Для прохождения водяных паров в дне,

съем­

ной

крышке и стенках ( на рисунке

не

показаны.) сделаны венти­

ляционные отверстия.

 

 

 

 

 

 

На дне и ступенях кюветы нанесена миллиметровая сетка.

Все опорные ступени сделаны строго

одинаковой высоты, а их

горизонтальные поверхности параллельны основанию кюветы.

 

 

Опорные ступени служат для определения коэффициента С .

Высота Ь

 

опорной

ступени, во-первых,

должна быть достаточ­

ной для определения

коэффициента

С

с

необходимой точностью,

но

не чрезмерной,

так чтобы непостоянство коэффициента

С

не выходило за допустимые пределы,

т .е .

чтобы можно было при­

нять

С „

=

С- .

 

 

 

 

 

 

 

 

Дисторсия объектива. Аппарат

"Зенит", которым цроиз-

водилась съемка, снабжен объективом "Гелиос" с фокуоным

 

расстоянием

£

о(~

равным 58

мм.

Этот

объектив не рассчи­

тан на получение

измерительных

снимков,

да еще в условиях

макросъемки. Поэтому,естественно, возник вопрос

о влиянии

дисторсии объектива на измеряемую разность горизонтальных

параллаксов д р = Р , ' р 2

‘.Для проверки

была

Сфотографиро­

вана эталонная миллиметровая шкала цри трех

ее положениях на

 

НО

 

 

Рис,,3 .

Фого и схема кювета

для съемки

кристалла

I -

основание кюветы; 2

- кристалл

льда; 3 - крышка

кюветы; 4 - вентиляционные отверстия; 5 - опорные ступени

снимке <. верхнее, никнее, центральное,1 (.рис. -ij.

Рис.4 . .мслидопапие i. лаяния диоторсш на разность горизонтатьных параллаксов

табл. 2, приводен;.: результаты измерения на стереоком­

параторе

расстояний между изображениями штрихов.

 

Т а б

л а ц а 2

Расстояние

Р е между штрихами и разность

расстояний Д

ме -:ду со седа шли штрихами, мм

Аположение штрихов на снимке

 

верхнее центоальное нижнее верхнее

центральное

никнее

 

 

расстояние

Рр

разность

расстоянии

Ре

1

8,726

8,731

8,749

2,905

г , ?LI

 

2,916

2

I I ,o o i

11,642

11,655

 

2,904

2.905

 

* , у13

3

14,535

14,548

14,578

 

2,900

2.905

 

2,911

4

17,435

ГУ, 453

17,489

 

з , у 01

2,903

 

3 ,9 П

Ь

20,326

20,356

20,400

 

2,898

й,901

 

2,906

6

зо,з34

23,257

23,307

 

2,827

3,d96

 

3.900

У

26,131

26,153

25,207

 

2 ,8b7

2,893

 

3.901

8

з9,018

29,045

39,109

 

2,890

2,890

 

3,905

о

31,908

3 1 ,9Уо

32,014

 

 

 

 

 

 

среднее

значение разности

3,898

2,900

 

2,908

 

Из табл .2

следует, что

при параллаксах от 9 до

32

мм

и

коэффициенте

увеличения

уЗ = Р \ 5

влияние

дисторсии

объек­

тива "Гелиос" на разность горизонтальных параллаксов1Др =3 мм;

112

не превосходит 0,02

мм

В нашем случае

измеряемая разность горизонтальных па­

раллаксов в несколько раз меньшая, следовательно, и влияние дисторсии можно считать пренебрегаемо малым.

Обратим внимание, что этим экспериментом проконтроли­

рована не только влияние дисторсии объектива,но и невыравни-

вания пленки в плоскость и ее деформации.

Об элементах ориентирования. При съемке о металличе­ скими переходными кольцами объектив,установленный "на беско­

нечность" достаточно жестко соединен с корпусом фотоаппарата. Это дает основание считать, что элементы внутреннего ориенти­

рования съемочной

камеры остаются неизменными, хотя для нас

и неизвестными.

 

Поскольку во

времени съемки фотоаппарат остается непод­

вижным, то угловые элементы взаимного ориентирования пары снимков равны нулю. В нашем случае углами наклона снимка сле­ дует считать углы,образованные плоскостью снимка и основанием кюветы. Устройство аппарата "Зенит" позволяет с помощью уров­ ня сделать эти плоскости взаимно параллельными с требуемой точностью.

Такое же замечание можно сделать и в отношении наклона базиса, который связан с непараллельностью направляющих препаратоводителя плоскости снимка.

Порядок операций при стереосъемке кристаллов льда. Стерео­ пары кристалла льда получают с помощью съемочной установки, которая состоит из фотоаппарата с.переходными кольцами, стой­ ки от микроскопа с крималъерой, препаратовоДителя и лампывспышки. Практические действия при работе на установке выпол­ няются в следующем порядке:

 

1)

объектив

с

помощью

шести

переходных

колец - № I

(5

мм) -

2 шт, I

2

(8 мм) -

I шт,

J6 3 (16 мм)

- 1 ш т .,

№4

(26

мм)

- 2 шт. - присоединяют к фотоаппарату, который

с

помощью переходного плато крепится к стойке;

 

 

 

2)

с помощью накладных

уровней плоскость

прикладной

рамки и предметную плоскость приводят в взаимно параллельное положение;

Систематическое увеличение расстояния между штрихами при переходе' от верхнего к нижнему положению объясня­ ется перспективными искажениями.

ИЗ

8 - 1 1 5 9

3) устанавливается и присоединяется к фотоаппарату лампа-вспышка;

4; кювета с кристаллом устанавливается на црепарато-

водитель так, чтобы прямые, фиксирующие линии профилей, были перпендикулярны базисному движению;

5) при полностью открытой диафрагме и объективе,уста­ новленном " на бесконечность", фотоаппарат наводят на рез­ кость по средней ступени;

6) для получения левого снимка стереопары кювета о по­ мощью препаратоводителя перемещаются в крайнее правое (.при виде сверху) положение, которое контролируется по видоиска­ телю;

7) при полностью задиафрагмированном объективе произ­ водится съемка левого снимка;

8) для разделения снимков стереопары делают один-два "пустых" кадра;

9} перемещают препаратоводителем кювету на 15 мм и производят съемку правого снимка стереопары. При съемке лево­ го и правого снимков стереопары выдерживают одинаковое время зарядки лампы-вспышки, например 15 с е к .;

10)съемка дублируется;

11)пленка проявляется в метоловом мелкозернистом проя­ вителе е течение 30-35 мин, но соответствует значению коэффи­ циента контрастности К =3.

Для стереоскопического рассматривания с увеличением 3 -5 Х лучше всего использовать оригинальные негативы. По на­

шему опыту наблюдение диапозитивов не повышает качества сте­ реомодели.

Ориентирование и измерение стереопар

На снимках, полученных фотоаппаратом “Зенит" отсутствуют координатные метки, фиксирующие систему координат снимка и положение главной точки. Поэтому,при данной схеме съемки не представляется возможным воспользоваться обычными для отереофотограмметрии приемами ориентирования снимков. Для решения этого вопроса обратим внимание на две особенности получаемых стереопар. Во-первых, поскольку угловые элементы ориентирова­ ния равны нулю, то базисные плоскости должны быть параллельны ДРУГ другу. Во-вторых, поскольку срэтоаппарат неподвижен, го снимки стереопары на неразрезанной пленке получаются взаимно-

114

А 5рис кристалла

J6 23

Рис.5. Графическое изображение кристалла.

115

ориентированными. Следовательно,прямые,соединяющие иден­ тичные точки на различных снимках стереопары, будут сле­

дами базисных плоскостей.

В качестве примера укажем, что при измерениях с по­ мощью параллаксометра, взаимно ориентированная стереопара укрепляется на световом столе так, чтобы идентичные точки

проходили

через

штрих.

 

 

 

 

Если использовать для измерений интерпретоскоп, то

стереопары неразрезанного фильма ориентируют по оси XX

прибора,

которая осуществляется

движением марки.

Для измерений можно применять и стереокомпаратор.

Измерения

стереопар

сводятся

к определению разности

горизонтальных

параллаксов

по прямым в фиксированных точках

(. и дополнительно в характерных;.

Кроме того, для каждой

прямой получают

два значения Д р 0

.Если измерения выполня­

ют не на стереокомпараторе, то расстояния между точками

определяют по сетке с точностью

до

0,1 мм. (Рис. 5 .)

 

 

Вычисление

превышений

 

Как уже отмечалось, искомые превышения вычисляют по

формуле

К1 =

д р 1Со

 

 

,где

С 0 = -Ьл

Разность горизонтальных параллаксов опорной ступени'полу­

чают

как среднее из всех значений. Высоту опорком ступени

h

измеряют

индикатором.

 

 

 

 

 

Разности горизонтальных параллаксов точек кристалла

проще вычислять

относительно плоскости дна кюветы:

 

 

 

 

 

Д Р 1 = Р 1 - Р 0 ,

 

 

^

где

р-

-отсч ет по параллактическому винту

при визиро­

вании на текущую точку;

р0 -о т сч е т ,

соответствующий дну

кюветы

(начальный отсч ет ). Начальный отсчет

р 0

получают

по формуле

 

 

р ' +р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ро =

1О Го

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

где

Ро

 

и Р0

 

°

 

 

 

 

 

 

-начальные отсчеты на концах прямой.

В свою

очередь

Р0' = р ‘+ А Ро

и

р о" = р " +

д р с

где

р

и

р

-

отсчеты по параллактическому счетчику па

верх наиболее резко изображаемом ступени. Если величина

0

 

 

I

п

 

 

 

 

 

с) Ро= Ро “ Р 0

превышает точность измерений,/то в

разность

горизонтальных параллаксов

д.р ( .вычисляемых по

формуле

 

(.4),

необходимо

ввести

поправку

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

d Pl

°р0 е

116

где v i -

расстояние от

начальной точки до текущей,

Е

длина прямой. В этом случае принимают за начальный

отсчет

или

Р0 . Вычислив

h ‘(, , мы можем построить

про­

филь кристалла по фиксированной прямой.

 

 

Здесь

следует иметь

в виду, что фиксированная

на

сним­

ке прямая профиля не будет прямой на кристалле, поскольку снимок является центральной проекцией, а объект съемки на является плоскостью. Однако, при приближенных измерениях величиной отклонения точек профиля от прямой на объекте можно пренебречь.

Для определения изменения размера кристалла (например,

в единицах объема) дальнейшие вычисления при значительном объеме работ целесообразно вести на ЭВМ.

Б.Л. Берри, Л.А.Суханов

ДАТЧИКИ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ. ПАРАМЕТРОВ И ПРОЦЕССОВ В ЛАВИННЫХ ОЧАГАХ

Необходимость совершенствования классификации и црогноза лавин, а также проверка различных гипотез в этой области тре­ буют получения новых и уточнения старых данных о физических параметрах и процессах, характерных для лавинных очагов. Ав­ торы рассмотрели возможности удовлетворения этих требовании на современном уровне научных знаний, технологии, серийной ап­

паратуры и ограничения, вызываемые особенностями объекта иссле­ дования, а также экономические. Некоторые результаты этой ра­ боты приведены в настоящей статье.

Изучение лавин проводится дистанционно и контактно. В первом случае регистрирующие приборы и датчики находятся вне

лавиноопасной зоны, во втором

- часть аппаратуры

внесена

в зону лавинного воздействия.

При дистанционном

изучении не

нужны подготовительные работы

в лавинных очагах,

что

является

бесспорным достоинством, но используется дорогостоящая

аппа­

ратура и проводятся обширные методические разработки по интер­ претации поступающей информации и выделению полезного сигнала из помех, обычных для такого способа регистрации. Сейчас лавины исследуются дистанционно, .лишь с помощью фхэтограммет-г рической съемки и обстрелов из орудий. При контактном изуче­ нии необходимо периодически проводить работы в лавинных оча­ гах, но тогда возможно прямое измерение параметров лавин и снега простыми и недорогими приборами, легче обеспечить боль­ шее отношение полезного сигнала к шуму. Это делает контактный путь наиболее приемлемым при лавинных исследованиях в настоя­ щее время. Однако развитие техники и внедрение ее новейших приборов в практику массовых работ, в частности, радиолокато­ ров, радиодальномеров, квантомеханических генераторов и других, могут в ближайшее время в корне изменить ситуацию и выдвинуть дистанционное изучение лавин на первое место '.

118

Контактный и дистанционным пути получения информации включают в себя пассивные и активные методы изучения явле­ ния. При пассивных методах исследуются естественные физичес­

кие поля, связанные с процессами, протекающими в объекте.Актив­

ные методы позволяют с помощью искусственно создаваемых

физи­

ческих полей выявлять интегральные физические параметры

ооъек-

та по отношению к создаваемым полям, например, при изучении

проходящего электромагнитного излучения будет исследоваться

суммарное

влияние плотности,

мощности и влажности снеда,так ■

как увеличение значений этих

параметров

спосооствует затуха­

нию электромагнитных волн. Оба метода позволяют

зафиксировать

время схода

лавины о

 

 

 

 

 

 

йиксировать время схода и параметры лавин целесообраз­

ней с помощью пассивных методов.

Активные методы

более прием­

лемы для определения лавиноопасной ситуации по характерным

изменениям

параметров лавинного

снега.

Поэтому

активный и

пассивный методы исследования лавин не

конкурируют, а допол­

няют' друг друга.

 

 

 

 

 

 

Ниже

перечислены некоторые

физические поля,которые

сле­

дует изучать

цри контактном

исследовании

лавинных очагов:

механическое, тепловое, электрос татичес кое, эле ктромагнитное,

сейсмоакустич§ское. Сюда же,кроме перечисленных, может быть

отнесено гравитационное поле, которое в

настоящее время нель­

зя создать искусственно,и поле

радиоактивного источника для

изучения плотности и влажности снега.

 

 

 

 

Используя указанные физические поля с помощью пассивных

методов принципиально можно изучать такие важные для лавин­

ных исследований параметры: время схода

лавины

(электромеха­

нические контакты и сейсмоакустические

датчики) ;

распределение

и изменение веса снега Над датчиками (электромеханические ве­ сы) {дальность выброса лавинного тела и скорость движения перед­ него фронта онежного потока (электромеханические контакты на линии схода лавины); силу и скорость воздушной волны;спектр частот движущегося лавинного тела и его энергетическую харак­

теристику {наличие

резких подвижек снега ( сеть сейсмоакусти-

ческих датчиков);

силу

удара лавины

о препятствие (тензометри­

ческие датчики),

массу

накопленного

снега (гравиметры в лави-

н осборе); температуру снега Iэлектротермометры) ; динамику теплового потока (термоэлементы); величину электростатическо­ го заряда свежевыпавшего снега (электростатические флюксмет-

119

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ