Измерение параметров акустических волн, определение условий их распространения в атмосфере позволяют определять метеорологические величины, характеризующие состояние атмосферы непосредственно в точке измерений и на удалении от нее до 1—2 км. Дистанционное определение параметров состояния атмосферы и характера движений в ней по параметрам звуковых волн представляет собой акустическое зондирование.[ ...]
Для инерционного интервала турбулентности А. Н. Колмогоровым и А. М. Обуховым были найдены универсальные закономерности, связывающие изменчивость параметров акустических волн и атмосферной турбулентности. Эти закономерности нашли подтверждение в натурных экспериментах М. А. Каллистратовой и др.[ ...]
Наличие теоретической основы и технических возможностей позволило в последнее время разработать методику и аппаратуру акустического зондирования атмосферы.[ ...]
Акустическое зондирование имеет ряд преимуществ по сравнению с другими дистанционными методами, например метеорологической радиолокации, поскольку скорость распространения акустических волн существенно более зависима от изменчивости параметров состояния атмосферы. При изменении температуры воздуха, например на ГС, изменения показателя преломления для акустических волн превышают таковые для электромагнитных волн примерно на три порядка. Звуковые волны на атмосферных неоднородностях рассеиваются в миллион и более раз интенсивнее, чем электромагнитные. Зондирование атмосферы в акустическом диапазоне излучений является наиболее простым и экономичным из всех известных в настоящее время методов активных зондирований.[ ...]
Однако вследствие сильного поглощения в атмосфере звуковых волн акустическое зондирование оказывается эффективным до расстояний в 1—1,5 км. Так, в нижней тропосфере затухание звука длиной волны 3 см составляет около 100 дБ/км, а электромагнитной волны той же длины всего лишь 0,01 дБ/км. Вследствие этого акустическое зондирование применяется в основном для исследований вертикальной структуры планетарного пограничного слоя атмосферы, а также его структуры на непротяженных наклонных и горизонтальных трассах.[ ...]
Акустический локатор в современном виде был создан в 60-е годы XX в. Мак-Алистером. Мак-Алистер использовал частоту 950 Гц и систему регистрации эхо-сигнала, применявшуюся ранее в эхолотах и в сонарах — морских ультразвуковых локаторах.[ ...]
Наиболее часто используются импульсные акустические локаторы, имеющие одну приемно-передающую антенну, так называемый моно-статический вариант. Схема такого локатора приведена на рис. 8.4.[ ...]
На рис. 8.5 приведены фрагменты факсимильной записи сигнала акустического локатора, рассеянного в обратном направлении. Подобные записи как в прямом виде, так и оцифрованные позволяют судить о структуре приземного и планетарного пограничного слоя атмосферы, о его стратификации и ее временной изменчивости.[ ...]
В настоящее время выполняются экспериментальные работы, направленные на реализацию больших возможностей, которые открывает радиоакустическое зондирование атмосферы.[ ...]
На основе измерения и анализа доплеровского сдвига частот радиоволн, рассеянных на звуковом импульсе, распространяющемся в атмосфере, определяются температура воздуха, скорость и направление ветра вдоль трассы зондирования.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема моностатического импульсного акустического локатора. |
 |