Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя

Приведены результаты исследования двухчастотного метода измерения интенсивности дождей с использованием трехпараметрического гамма-распределения капель по размерам. Для устранения неоднозначности измерения параметров распределения с помощью двухчастотного радиолокационного зондирования предложено ис...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Радіофізика та електроніка
Дата:	2011
Автор:	Линкова, А.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України 2011
Теми:	Поширення радіохвиль та дистанційне зондування
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78037
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя / А.М. Линкова // Радіофізика та електроніка. — 2011. — Т. 2(16), № 1. — С. 33-38. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860109506977988608
author	Линкова, А.М.
author_facet	Линкова, А.М.
citation_txt	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя / А.М. Линкова // Радіофізика та електроніка. — 2011. — Т. 2(16), № 1. — С. 33-38. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Радіофізика та електроніка
description	Приведены результаты исследования двухчастотного метода измерения интенсивности дождей с использованием трехпараметрического гамма-распределения капель по размерам. Для устранения неоднозначности измерения параметров распределения с помощью двухчастотного радиолокационного зондирования предложено использовать данные контактных измерений зависимости параметров гамма-распределения от интенсивности дождя. Приведены результаты численного моделирования в рамках теории рассеяния Ми, которые позволяют оценить применимость предложенного метода для полидисперсной среды и сформулировать рекомендации по выбору диапазонов частот двухчастотного радара. Наведено результати дослідження двочастотного методу вимірювання інтенсивності дощів з використанням трипараметричного гамма-розподілу крапель за розміром. Для усунення неоднозначності вимірювання параметрів розподілу за допомогою двочастотного радіолокаційного зондування запропоновано використовувати дані контактних вимірювань залежності параметрів гамма-розподілу від інтенсивності дощу. Наведено результати числового моделювання в межах теорії розсіяння Мі, які дозволяють оцінити застосованість запропонованого методу для полідисперсного середовища і сформулювати рекомендації щодо вибору діапазонів частот двочастотного радара. Results of study of double frequency method for measurement of rain intensity using three-parameter gamma distribution of drop sizes are presented. For elimination of measurement ambiguity of distribution parameters using data of double frequency sounding the use of data of contact measurement of connection between rain intensity and gamma distribution parameters was proposed. The results of calculations performed by Mie theory were presented, they allow to estimate applicability of proposed method for polydisperse medium and to give references for choice of frequency range for double frequency radar.
first_indexed	2025-12-07T17:33:15Z
format	Article
fulltext	ППООШШИИРРЕЕННННЯЯ РРААДДІІООХХВВИИЛЛЬЬ ТТАА ДДИИССТТААННЦЦІІЙЙННЕЕ ЗЗООННДДУУВВААННННЯЯ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ ISSN 1028821X Радіофізика та електроніка, 2011, том 2(16), № 1 © ІРЕ НАН України, 2011 УДК 621.396.96 А. М. Линкова ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДВУХЧАСТОТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ДОЖДЯ Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины 12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина E-mail: annlinkova@mail.ru Приведены результаты исследования двухчастотного метода измерения интенсивности дождей с использованием трех- параметрического гамма-распределения капель по размерам. Для устранения неоднозначности измерения параметров распределе- ния с помощью двухчастотного радиолокационного зондирования предложено использовать данные контактных измерений зави- симости параметров гамма-распределения от интенсивности дождя. Приведены результаты численного моделирования в рамках теории рассеяния Ми, которые позволяют оценить применимость предложенного метода для полидисперсной среды и сформули- ровать рекомендации по выбору диапазонов частот двухчастотного радара. Ил. 5. Табл. 1. Библиогр.: 23 назв. Ключевые слова: эффективная поверхность рассеяния, дифракция, дифференциальная отражаемость, интенсивность дождя. Измерение интенсивности дождей имеет важное значение в метеорологии, климатологии, сельском хозяйстве и др. Измерение параметров дождя имеет давнюю историю, которая начина- лась с использования контактных методов на ос- нове датчиков различной конструкции [1]. Одна- ко в случае измерения интенсивности на площади датчики приходится располагать достаточно плотно, что приводит к увеличению их количе- ства и материальных затрат на обслуживание. В связи с этим целесообразным пред- ставляется использование бесконтактных методов дистанционного зондирования, которые позволят оперативно получать данные об интенсивности дождя I на больших территориях [2]. До настоя- щего времени широко используются одночастот- ные методы [2], основанные на измерении радио- локационной отражаемости дождей Z с последу- ющей обработкой данных на основе так называе- мого ZI-соотношения Z  AI B . Однако, как пока- зала практика, коэффициенты А и B зависят от параметров распределения частиц по размерам (микроструктурные параметры дождя), которые, в свою очередь, определяются происхождением осадков (таяние градин, снега, коагуляция круп- ных капель и др.). В то же время радиолокацион- ная отражаемость в значительной степени зави- сит от типа распределения капель дождя по раз- мерам, поэтому одной и той же интенсивности дождя может соответствовать различная отража- емость. В связи с этим результаты радиолокаци- онных измерений интенсивности дождя отлича- ются большим разбросом, в частности, значения коэффициента А меняются в пределах 501000, а коэффициента В – в пределах 12,87. В работах [3, 4] было предложено ис- пользовать двухчастотный радар для измерения именно микроструктурных характеристик осад- ков, что позволяет уменьшить неопределенность в определении вида ZI-соотношения. При этом наиболее удобно использовать двухпараметриче- ское экспоненциальное распределение Маршалла- Пальмера [5], которое описывает зависимость количества капель N(D) в интервале диаметров ),( DDDD  в виде N(D)  N0 exp (–D), где N0 и  – параметры распределения, которые в об- щем случае зависят от интенсивности дождя. При этом измерение радиолокационной отражае- мости Z на двух длинах волн 1 и 2 позволяет вычислить оба параметра [6]. Однако, как показы- вают многочисленные экспериментальные и тео- ретические работы (например, [7]), подобное рас- пределение не позволяет описывать изменения в структуре дождя в области малых и крупных ка- пель, которые часто происходят даже в течение отдельного дождя. В то же время трехпараметрическое гамма-распределение N(D)  N0 D  exp (–D / ) [8, 9] обладает достаточной гибкостью для аппроксима- ции практически любых изменений в структуре дождя [10] и широко используется в метеорологии. Однако измерения радиолокационной отражае- мости на двух частотах не позволяют определить все три параметра гамма-распределения, при этом существует две возможности: зафиксировать один из параметров на основе дополнительной информации о свойствах осадков [6] либо ис- пользовать статистические связи между двумя параметрами распределения. Последний подход основан на результатах работы [7], где показано, что параметры гамма- распределения не являются полностью независи- мыми. В связи с этим в ряде работ исследовались возможности различных упрощающих предполо- жений для измерения микроструктурных пара- метров дождя путем измерения радиолокацион- ной отражаемости на двух ортогональных поля- mailto:annlinkova@mail.ru А. М. Линкова / Использование микроструктурных параметров… _________________________________________________________________________________________________________________ 34 ризациях при одночастотном зондировании [11], а также ослабления на двух частотах [12]. В бывшем СССР работы по многочастот- ному зондированию осадков были связаны в основном с определением градоопасности обла- ков [3, 13] и, в меньшей степени, посвящены измерениям интенсивности осадков [3, 4, 14]. Рассмотренные методы двухчастотного зондиро- вания основаны на фиксации одного из парамет- ров гамма-распределения (N0 либо ) или исполь- зовании трехчастотного радара [3], что позволяет определить все три параметра распределения. При этом рассматривались различные варианты зондирования с использованием результатов из- мерений радиолокационной отражаемости и ослабления радиоволн. Однако полученные ре- зультаты следует понимать в среднестатистиче- ском смысле, так как они основаны на использо- вании тех или иных усредненных зависимостей, полученных экспериментально. Настоящая работа посвящена дальней- шим поискам путей повышения надежности из- мерений интенсивности дождей с применением двухчастотной радиолокационной станции (РЛС) с использованием усредненных данных контактных измерений микроструктурных параметров рас- пределения капель по размерам. В основе двухчастотного зондирования осадков лежит зависимость дифференциальной радиолокационной отражаемости ZD(I ) [3, 4, 6, 15] от их интенсивности, причем дифференциальная отражаемость равна отношению радиолокационной отражаемости осадков , 1 2 0 2 5 4           Z мм 6 /м 3 , измеренной на двух длинах волн λ1 и λ2: , ),( ),( ),,( ),,( 2),( 1),( 1),( 2),( )( )( 20 10 2 1 2 2 2 2 1 1 4 2 1 2 1 I I IRk IRk T T T T Z Z ZD                                (1) где  – комплексная диэлектрическая проницае- мость воды при температуре T, °C; k(R, , I ) – коэффициент ослабления сигналов в осадках, ко- торый зависит от расстояния до элемента разре- шения R; 0, м 2 /м 3 – удельное значение эффек- тивной площади рассеяния (ЭПР) полидисперс- ной среды, состоящей из капель разных размеров. В рамках традиционно используемого приближения некогерентного рассеяния, которое хорошо выполняется для осадков в виде дождя в диапазоне длин волн   3 см [16], выражение для удельной ЭПР записывается в виде ,)(),( 0 0 dDDFDN pT     мм 2 /м 3 , (2) где NT – концентрация капель (количество частиц в единичном объеме), м –3 . Для гамма-распределения 1 0 0 )1()(     NdDDNNT . (3) В (2) p(D, λ) – ЭПР отдельной капли, мм 2 ; TN DN DF )( )(  – плотность вероятности рас- пределения капель по размерам, 1/мм. В приближении сферической формы кап- ли выражение для ее ЭПР можно записать с ис- пользованием решения строгой задачи о дифрак- ции электромагнитных волн на диэлектрической сфере [17] (теория Ми) следующим образом:      2 1 2 2 121    n nn n p ban r    , (4) где r – радиус капли, мм;   2 r / – параметр дифракции; an и bn – коэффициенты разложения рассеянного поля, выражения для которых приве- дены в работе [17]. Ослабление сигналов в дождях k (R, , I ) существенно зависит от длины волны [2, 8], поэтому в общем случае в выражении для диффе- ренциальной отражаемости (1) необходимо учи- тывать дисперсию ослабления с частотой, что существенно усложняет анализ. В рамках насто- ящего рассмотрения предполагается, что ослаб- ление на обеих длинах волн мало 1 ),,( ),,( 2 1  IRk IRk   . Кроме того, как показано [15], значение дифференциальной отражаемости практически не зависит от температуры в широком диапазоне ее изменения –30 °C  T  30 °C, поэтому в даль- нейшем все вычисления проводятся для значения температуры T  20 °C. Возвращаясь к выражению для удельной ЭПР объема частиц дождя (2), запишем плот- ность вероятности гамма-распределения капель по размерам в виде [8, 9] ,0,exp )1( )( 1           D DD DF    (5) где    0 )1( tetdt  – гамма-функция;  (I ) и  (I ) – параметры распределения, которые зависят от интенсивности дождя I. Для большей нагляд- ности используем микроструктурные параметры: модальный диаметр Dmod и среднеквадратическое отклонение (СКО) распределения Drms, которые связаны с параметрами распределения  и  сле- дующим образом: А. М. Линкова / Использование микроструктурных параметров… _________________________________________________________________________________________________________________ 35 , 4 2 22 modrmsmod mod DDD D   )4( 2 1 22 modrmsmod DDD  , мм, (6) мм.,1мм,,   rmsmod DD В частности, на рис. 1 приведена зависи- мость модального диаметра (рис. 1, а) и нормиро- ванного СКО распределения Drms /Dmod (рис. 1, б) от микроструктурных параметров. Так как большие капли неустойчивы и, обычно дробятся на более мелкие частицы [1], то изменение микроструктурных параметров, как правило, ограничено пределами 0    7 и 0    0,7 (0  Dmod  5 мм, 0  Drms /Dmod  0,375), причем нормированное значение ширины распре- деления частиц не зависит от параметра  (рис. 1, б). а) б) Рис. 1. Зависимость микроструктурных параметров дождя от параметров распределения  и : а) – Dmod; б) – Drms /Dmod На рис. 2 приведен характерный вид гамма- распределения для различных значений Drms. Как видно, распределение имеет несимметрич- ный вид, причем его ширина растет прежде всего за счет крупнокапельной части распределения. Концентрация капель дождя NT сложным образом зависит от его интенсивности, как пока- зано на рис. 3. Рис. 2. Форма гамма-распределения: 1 – Drms  1 мм; 2 – Drms   0,707 мм; 3 – Drms  0,316 мм Рис. 3. Зависимость концентрации капель дождя от интенсивности Черные кружки соответствуют данным контактных измерений для Индии [18], а звездочки – измерениям для средней полосы Европы [19]. Используя метод наименьших квадратов, можно получить эмпирическое соотношение для зависимости концентрации капель от интенсив- ности для умеренных дождей I  5 в виде )]17,3/exp(1[45,495 INT  , (7) которая соответствует кривой 1 на рис. 3. Как видно, концентрация капель сначала монотонно растет с увеличением интенсивности дождя, а в дальнейшем рост замедляется (I  5 мм/час), так как увеличение интенсивности дождя проис- ходит, в основном, за счет укрупнения капель. Однако, как было отмечено выше, капли большого размера очень неустойчивы и дробят- ся на частицы меньших размеров, поэтому для дождей большой интенсивности I  20 мм/час (ливни) характерно резкое увеличение количе- ства частиц (рис. 3), которое не описывается (7). Тем не менее, данные на рис. 3 позволяют оце- нить рамки применимости известного приближе- ния NT  500 м –3 , которое часто используется в ряде работ в качестве фиксированного параметра при измерении интенсивности дождя с помощью 6 4 2 0   0 0,2 0,4 0,6 5 0 10 Dmod 3 2 1 0 2 4 6 8   0,35 mod rms D D 2000 1500 1000 500 0 NT, м –3 0 10 20 I, мм /ч 1 2 0 2 4 6 D, мм Dmod 1,2 0,8 0,4 0 F (D) 2 3 1 А. М. Линкова / Использование микроструктурных параметров… _________________________________________________________________________________________________________________ 36 двухчастотного зондирования [3]. Как видно, указанное приближение удовлетворительно сов- падает с экспериментальными данными в области умеренных дождей 57  I  20 мм/ч и не может быть рекомендовано в области слабых I  5 мм/ч и ливневых осадков I  20 мм/ч. В то же время необходимо отметить, что эти данные суще- ственно отличаются от эмпирической зависимо- сти, приведенной в работе [20] для сильных до- ждей INT 7100  (рис. 3, кривая 2). В этом смысле применение двухчастотного зондирования весьма привлекательно, так как выражение для дифференциальной отражаемости (1) не зависит от концентрации капель NT, что понижает порядок неопределенности при измерении параметров до- ждя. Действительно, имея в распоряжении из- меренное значение дифференциальной отражае- мости (1), необходимо определить два параметра распределения  и , для чего можно использо- вать корреляционные связи между параметрами [7]. В настоящей работе предлагается использовать усредненные данные контактных измерений па- раметров гамма-распределения в зависимости от интенсивности дождя, которые получены на тер- ритории Украины [21] в следующем виде: 46,024,2  I , 42,025,0 I . (8) Как показано на рис. 4, параметры рас- пределения (8) меняются в довольно широких пределах и со значительной скоростью, в связи с чем рекомендации, приведенные в ряде работ, относительно выбора фиксированного значения параметра   2 [3] или   6 [22] вряд ли можно признать удовлетворительными. Рис. 4. Зависимость параметров распределения от интенсив- ности дождя: 1 – параметр ; 2 – параметр  Исключая интенсивность дождя I в соот- ношениях (8), можно получить связь между пара- метрами распределения в виде 095,122,10   , что позволяет уточнить рамки применимости двухчастотного метода зондирования диапазоном значений 0,5    7 и 0,1    0,7, вне которых, что будет видно далее, реализация необходимой точности измерений становится проблематичной. Таким образом, наличие подобной связи позволяет уменьшить число независимых парамет- ров в задаче измерения интенсивности дождя [7] и численно найти зависимость I  I (ZD), обратную (1), используя соотношения (1)(5), (8). Для оценки возможностей предложенно- го подхода нами проводилось численное модели- рование двухчастотного измерения интенсивно- сти дождя для нескольких комбинаций длин волн, которые традиционно используются в метеороло- гических РЛС: 1  8,15 мм и 2  3,2 см (РЛС МРЛ-1), 1  3,2 см и 2  10 см (РЛС МРЛ-5), а также 1  8,15 мм и 2  10 см. Результаты моделирования приведены на рис. 5. При этом согласно значению дифференци- альной отражаемости весь диапазон измерения интенсивности можно разбить на два участка:       .0,мм/ч1,1 ,0,мм/ч1,1 D D Z Z I (9) Однозначное измерение интенсивности дождей лежит в диапазоне I  1,1 мм/ч. При этом верхний предел измерений ограничен I  20 мм/ч, так как зависимости (8), положенные в основу ме- тода, получены для интенсивностей I  20 мм/ч, что соответствует умеренным осадкам в соответ- ствии с общепринятой классификацией [22] для слоистообразных (St) и конвективных обла- ков (Cu) (таблица). В области малых интенсивно- стей I  1,1 мм/ч имеется участок неоднозначной зависимости I (ZD), который обусловлен специфи- ческим характером рассеяния капель в резонанс- ной области для более короткой длины волны 1. При этом комбинация длин волн 8,15 мм и 3,2 см обеспечивает максимальный диапазон изменения дифференциальной отражаемости  max DZ 13 дБ (рис. 5, а), а использование длин волн 8,15 мм и 10 см приводит к близким резуль- татам  max DZ 10 дБ. В то же время для длин волн 3,2 и 10 см характерно существенное уменьшение диапазона изменения дифференци- альной отражаемости  max DZ 3 дБ (рис. 5, б), так как значительная часть капель в распределении (5) соответствует рэлеевской области рассеяния ,1m   ImRe jm  (m – комплексный показатель преломления), особенно для малых интенсивностей осадков. Поэтому величина ра- диолокационной отражаемости слабо зависит от длины волн, что в свою очередь накладывает ограничения на точность измерений. Действи- тельно, согласно рис. 5, б, величина производной 101 100 10–1 ,  0 2 4 6 8 I, мм /ч 1 2 А. М. Линкова / Использование микроструктурных параметров… _________________________________________________________________________________________________________________ 37 dI/dZD существенно выше для комбинации волн 3,2 и 10 см, чем для пары волн 8,15 мм и 3,2 см. С учетом реально достижимой точности измерений отражаемости с помощью РЛС ΔZ  12 дБ [20], это значительно ухудшает точность измерения интенсивности осадков. Градации интенсивности осадков Качественная оценка Тип осадков St, I, мм/ч Cu, I, мм/ч Обложные < 2,5 < 5 Л и в н ев ы е Умеренные 2,5…5 5…27,5 Сильные 12,5…25 27,5…55 Очень сильные 25…50 55…112,5 Интенсивные 50…125 112,5…177,5 Экстремальные > 125 > 177,5 а) б) Рис. 5. Зависимость интенсивности дождя от дифференциаль- ной отражаемости: а) – для 1  8,15 мм и 2  3,2 см; б) – 1   3,2 см и 2  10 см Также необходимо отметить разный ха- рактер зависимости I(ZD) (рис. 5) для двух вари- антов двухчастотной РЛС (8,16 мм/3,2 см и 3,2 см/10 см), что обусловлено частотной диспер- сией отражаемости дождя Z(D, ). Действитель- но, в диапазоне 8,15 мм отражаемость всегда меньше, чем в 3,2 см диапазоне (за счет умень- шения величины диэлектрической проницаемос- ти [7]), поэтому 1 )см2,3( )мм8( 2 1       Z Z ZD , а увели- чение интенсивности дождя приводит к умень- шению дифференциальной отражаемости. В диа- пазоне 3,2 см отражаемость всегда больше чем в диапазоне 10 см, т. е. 1 )см10( )см2,3( 2 1       Z Z ZD (ди- электрическая проницаемость капель практиче- ски не отличается), а увеличение интенсивности приводит к увеличению дифференциальной от- ражаемости. Найденное значение интенсивности до- ждя I(ZD) (рис. 5, а) позволяет восстановить пара- метры распределения (8), а затем определить остальные параметры дождя, в том числе:  модальный диаметр капель Dmоd и СКО рас- пределения ΔD согласно (6);  концентрацию капель (м –3 ), используя ре- зультаты измерения отражаемости, например, на длине волны 2 ; exp),( )1( 2 1 )( 0 2 1 2 4 2 5 2                 dD D DD ZN p T             (10)  параметр распределения N0 (3) ; )1( 10    TN N (11)  водность дождя [11], г/м 3    16 410 39       Tw N W , (12) где ρw – плотность воды, г/м 3 . При этом полученные результаты, без- условно, следует рассматривать в среднестатисти- ческом смысле, так как они базируются на исполь- зовании усредненных данных контактных измере- ний зависимости параметров гамма-распределения от интенсивности дождя (8) [21]. Сделанное за- мечание относится в равной степени и к другим методам зондирования [3, 4, 6, 7, 14, 23], которые в той или иной мере также используют усредненные данные, чтобы измерить три параметра гамма- распределения с помощью двухчастотной РЛС. Выводы. Предложено использовать усред- ненные данные контактных измерений микро- структурных параметров трехпараметрического гамма-распределения капель дождя по размерам в зависимости от интенсивности дождя [21] для обработки результатов двухчастотного зондиро- –1 0 1 2 ZD, дБ 8 6 4 2 0 I, мм /ч I, мм /ч –8 –6 –4 –2 0 ZD, дБ 4 3 2 1,1 0 А. М. Линкова / Использование микроструктурных параметров… _________________________________________________________________________________________________________________ 38 вания осадков. В результате численного моделирования измерения интенсивности дождя с использовани- ем полученных соотношений показано, что рас- смотренный двухчастотный метод позволяет из- мерять интенсивность, водность, концентрацию частиц, а также микроструктурные параметры дождя в диапазоне изменения интенсивности 1,1 мм/ч  I  1520 мм/ч. Использование РЛС в диапазонах 8,15 мм и 3,2 см обеспечивает лучшую точность измере- ния параметров дождя, чем 8,15 мм и 10 см и тем более 3,2 и 10 см. 1. Ровинский Ф. Я. Новые методы регистрации водных ка- пель / Ф. Я. Ровинский // Изв. АН СССР. Сер. геофизиче- ская. – 1959. – № 7. – С.10761078. 2. Радиолокационные измерения осадков / А. М. Боровиков, В. В. Костарев, И. П. Мазин и др. – Л.: Гидрометеоиздат, 1967. – 140 с. 3. Сулаквелидзе Г. Л. Измерение интенсивности осадков мультилокатором / Г. Л. Сулаквелидзе, М. Т. Абшаев // Тр. Высокогорного геофизического ин-та. – 1968.  Вып. 11.  С. 198214. 4. Абшаев М. Т. О возможностях радиолокационного исследо- вания микроструктуры облаков и осадков / М. Т. Абшаев, Ю. А. Дадали // Тр. Высокогорного геофизического ин-та. – 1966.  Вып. 5.  С. 124132. 5. Marshall J. S. The distribution of raindrops with size / J. S. Marshall, W.M. Palmer // J. Meteor. – 1948. – 5. – P. 165–166. 6. Goldhirsh J. Estimation of raindrop size distribution using multiple wavelength radar systems / J. Goldhirsh, I. Katz // Radio Science. – 1974. – 9.  Р. 439446. 7. Munchak S. J. Retrieval of Raindrop Size Distribution from Simulated Dual-Frequency Radar Measurements / S. J. Munchak // J. Appl. Meteor. and Climatology. – 2008. – 47.  Р. 223239. 8. Шупяцкий А. Б. Радиолокационное измерение интенсив- ности и некоторых других характеристики осадков / А. Б. Шупяцкий. – М.: Гидрометеоиздат, 1960. – 119 с. 9. Левин Л. М. Исследование по физике грубодисперсных аэрозолей / Л. М. Левин. – М.: Изд. АН СССР, 1961. – 267 с. 10. Ulbrich C. W. Natural variations in the analytical form of the raindrop size distribution / C. W. Ulbrich // J. Clim. Appl. Me- teor. – 1983.  22.  Р. 17641775. 11. Brandis E. A., Zhang G., Vivekanandan J. An elevation of a drop distribution-based polarimetric radar rainfall estimator / E. A. Brandis, G. Zhang, J. Vivekanandan // J. Appl. Meteor. – 2003.  42.  Р.652660. 12. Rincon R. F. Microwave link dual-wavelength measurements of path-average attenuation for the estimation of drop size dis- tribution and rainfall / R. F. Rincon, R. H. Lang // IEEE Trams. Geosci. Remote Sens. – 2002. – 40, N 4.  Р. 750770. 13. Руководство по применению радиолокаторов МРЛ-4, МРЛ-5 и МРЛ-6 в системе градозащиты / М. Т. Абшаев, И. И. Бурцев, С. И. Ваксенбург, Г. Ф. Шевела.  Л.: Гидро- метеоиздат, 1980.  247 с. 14. Бибилашвили Н. Ш. О возможности измерения водности облаков и интенсивности осадков с помощью радиолока- тора, работающего на двух длинах волн / Н. Ш. Бибила- швили, Г. К. Сулаквелидзе // Тр. Высокогорного геофизи- ческого ин-та. – 1966. – Вып. 3. – С. 205–208. 15. Double frequency sounding of liquid precipitation / A. Linkova, G. Khlopov, S. Khomenko, O. Voitovych // 11th Intern. Radar Symp. (IRS 2010): Proc.  Vilnius, 2010.  V. 1.  P. 322325. 16. Степаненко В. Д. Радиолокация в метеорологии / В. Д. Сте- паненко.  Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – 343 с. 17. Хюлст Г. К. ван де. Рассеяние света малыми частицами / Г. К. ван де Хюлст; пер. с англ. под ред. В. В. Соболева.  М.: Изд-во иностр. лит., 1961.  536 с. 18. Kelkar V. N. Size distribution of raindrops, III / V. N. Kelkar // Indian J. Meteorol. Geophys. – 1961. - 12, N 4.  Р. 553. 19. Литвинов И. В. Структура атмосферных осадков / И. В. Литвинов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1974. – 153 с. 20. Атлас Д. Успехи радарной метеорологии / Д. Атлас.  Л.: Гидрометеоиздат, 1967. – 194 с. 21. Заболоцкая Т. Н. Связь параметров гамма-распределения по размерам с характеристиками осадков / Т. Н. Заболоцкая // Тр. Укр. науч.-исслед. гидрометеорологического ин-та. – 1970. – 86. – С. 127131. 22. Брылѐв Г. Б. Радиолокационные характеристики облаков и осадков / Г. Б. Брылѐв, С. Б. Гашина, Г. Л. Низдойминога. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 232 с. 23. Differential frequency Doppler weather radar: Theory and Experiment / R. Meneghini, S. W. Bidwell, R. Rincon, G. M. Heymsfield // Radio Science. – 2003.  8, N 3.  Р. 110. A. M. Linkova USE OF MICROSTRUCTURE PARAMETERS FOR DATA PROCESSING OF DOUBLE FREQUENCY MEASUREMENT OF RAIN INTENSITY Results of study of double frequency method for meas- urement of rain intensity using three-parameter gamma distribution of drop sizes are presented. For elimination of measurement ambi- guity of distribution parameters using data of double frequency sounding the use of data of contact measurement of connection between rain intensity and gamma distribution parameters was proposed. The results of calculations performed by Mie theory were presented, they allow to estimate applicability of proposed method for polydisperse medium and to give references for choice of frequency range for double frequency radar. Key words: radar cross-section, diffraction, differential reflectivity, rain intensity. А. М. Лінкова ВИКОРИСТАННЯ МІКРОСТРУКТУРНИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ОБРОБКИ ДАНИХ ДВОЧАСТОТНОГО ВИМІРЮВАННЯ ІНТЕНСИВНОСТІ ДОЩУ Наведено результати дослідження двочастотного методу вимірювання інтенсивності дощів з використанням трипараметричного гамма-розподілу крапель за розміром. Для усунення неоднозначності вимірювання параметрів роз- поділу за допомогою двочастотного радіолокаційного зонду- вання запропоновано використовувати дані контактних вимі- рювань залежності параметрів гамма-розподілу від інтенсив- ності дощу. Наведено результати числового моделювання в межах теорії розсіяння Мі, які дозволяють оцінити застосова- ність запропонованого методу для полідисперсного середо- вища і сформулювати рекомендації щодо вибору діапазонів частот двочастотного радара. Ключові слова: ефективна поверхня розсіяння, дифракція, диференціальна відбиваність, інтенсивність дощу. Рукопись поступила 22.11.10 г.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-78037
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1028-821X
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T17:33:15Z
publishDate	2011
publisher	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
record_format	dspace
spelling	Линкова, А.М. 2015-03-10T16:18:55Z 2015-03-10T16:18:55Z 2011 Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя / А.М. Линкова // Радіофізика та електроніка. — 2011. — Т. 2(16), № 1. — С. 33-38. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78037 621.396.96 Приведены результаты исследования двухчастотного метода измерения интенсивности дождей с использованием трехпараметрического гамма-распределения капель по размерам. Для устранения неоднозначности измерения параметров распределения с помощью двухчастотного радиолокационного зондирования предложено использовать данные контактных измерений зависимости параметров гамма-распределения от интенсивности дождя. Приведены результаты численного моделирования в рамках теории рассеяния Ми, которые позволяют оценить применимость предложенного метода для полидисперсной среды и сформулировать рекомендации по выбору диапазонов частот двухчастотного радара. Наведено результати дослідження двочастотного методу вимірювання інтенсивності дощів з використанням трипараметричного гамма-розподілу крапель за розміром. Для усунення неоднозначності вимірювання параметрів розподілу за допомогою двочастотного радіолокаційного зондування запропоновано використовувати дані контактних вимірювань залежності параметрів гамма-розподілу від інтенсивності дощу. Наведено результати числового моделювання в межах теорії розсіяння Мі, які дозволяють оцінити застосованість запропонованого методу для полідисперсного середовища і сформулювати рекомендації щодо вибору діапазонів частот двочастотного радара. Results of study of double frequency method for measurement of rain intensity using three-parameter gamma distribution of drop sizes are presented. For elimination of measurement ambiguity of distribution parameters using data of double frequency sounding the use of data of contact measurement of connection between rain intensity and gamma distribution parameters was proposed. The results of calculations performed by Mie theory were presented, they allow to estimate applicability of proposed method for polydisperse medium and to give references for choice of frequency range for double frequency radar. ru Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України Радіофізика та електроніка Поширення радіохвиль та дистанційне зондування Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя Use of microstructure parameters for data processing of double frequency measurement of rain intensity Використання мікроструктурних параметрів для обробки даних двочастотного вимірювання інтенсивності дощу Article published earlier
spellingShingle	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя Линкова, А.М. Поширення радіохвиль та дистанційне зондування
title	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя
title_alt	Use of microstructure parameters for data processing of double frequency measurement of rain intensity Використання мікроструктурних параметрів для обробки даних двочастотного вимірювання інтенсивності дощу
title_full	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя
title_fullStr	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя
title_full_unstemmed	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя
title_short	Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя
title_sort	использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя
topic	Поширення радіохвиль та дистанційне зондування
topic_facet	Поширення радіохвиль та дистанційне зондування
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78037
work_keys_str_mv	AT linkovaam ispolʹzovaniemikrostrukturnyhparametrovdlâobrabotkidannyhdvuhčastotnogoizmereniâintensivnostidoždâ AT linkovaam useofmicrostructureparametersfordataprocessingofdoublefrequencymeasurementofrainintensity AT linkovaam vikoristannâmíkrostrukturnihparametrívdlâobrobkidanihdvočastotnogovimírûvannâíntensivnostídoŝu

Использование микроструктурных параметров для обработки данных двухчастотного измерения интенсивности дождя

Репозитарії

Схожі ресурси