Файл: Воронцов, П. А. Современные методы аэрологических исследований пограничного слоя атмосферы обзор.pdf

Методы исследования вертикального и горизонтального распределения температуры и влажности воздуха

Для этих целей применяются различные системы метеорографов: механические, элек??роиетеорографы, радиометеорографы и другие виды.

приборе часто наряду с измерением осредненной температуры воздуха регистрируются ее пульсационяые значения. В радиометеорографах, сконструированных по принципу радиозонда, от датчиков,расположен­ ных на самолете, по радиоканалу сигналы в виде особого кода пере­ даются на землю или какое-либо другое место.

метеоэлементов. Но нужно отметить, что применение самолета связа­ но с целым рядом трудностей, как-то: запрещением полетов по усло­ виям погоды, дороговизной метода и др., что ограничивает его при­

применяться при исследованиях пограничного слоя. Поскольку верто­ лет обладает значительно большей по сравнению с самолетом инерцией на порывы ветра, он используется, в основном, как своего рода платформа для установки и подъема метеорологических приборов.Реак­ ция на атмосферные порывы у вертолета примерно на порядок меньше, чем у самолета, и поэтому все измерения с помощью акселерометра получаются сравнительно грубыми.

Вертолет применяется при исследованиях горизонтального и верти­ кального распределения температуры и влажности воздуха над отдель-

13

и возможность ее изменения в относительно большом диапазоне.малые площадки для взлета и посадки, а следовательно, и возможность ис­ пользования вертолета на кораблях, в горах и других аналогичных условиях.

Недостатки метода те же, что и у самолета, т.е. ограничение полетов условиями погоды и высокая стоимость.

6. Планеры уже сравнительно давно используются при исследова ниях нижних слоев атмосферы. Благодаря отсутствию мотора,отличной обтекаемости всей машины, а следовательно, минимальному возмуще­ нию воздушной среды и быстрой реакции планера на атмосферные поры­ вы и вертикальные потоки, он является хорошим метеорологическим

Использование планера для изучения атмосферной турбулентности

ции планера на деформацию вихрей составило всего несколько про­ центов; например, при подъеме уже на 8 м планер получает 2/3 ско­

навигационных приборов, измеряющих высоту полета, горизонтальную и вертикальную скорость и время. Таким образом,на киноленте были зафиксированы все элементы, необходимые для расчета упорядоченных величия восходящих и нисходящих токов воздуха. Планер может быть использован и как платформа для подъема метеорографов (электриче­ ского и механического). Анализ барограммы полета с записью скоро­ сти горизонтального полета и указанием места, где происходит по­ лет, может дать весьма интересные характеристики так называемой "планерной погоды". В связи с широким развитием планерного спорта сбор такого материала не представляет больших трудностей.

К недостаткам метода нужно отнести, в первую очередь,большуюзависимость от метеорологических условий; и поскольку маневренность

14

планера на высотах до 200-300 ы невелика, использование его дла исследования самых нижних слоев исключено.

7. Дирижабли. Для полноты обзора необходимо отметить и этот метод, хотя мало вероятно, чтобы корабли, легче воздуха, могли быть в ближайшее время использованы для метеорологических целей. Пока только в США имеется несколько дирижаблей небольшого объема,

ав СССР они лишь проектируются. Но даже малообъемяые дирижабли

всостоянии поднять большой груз. Они обладают большим радиусом

изучения весьма большого числа метеорологических элементов.Следует отметить, что еще в 1925 г. известным исследователем стратосфе­ ры А.Б.Васенко при участии проф.П.А.Молчанова был разработан проект летающей лаборатории на дирижаблях. Дирижабли в первую очередь могут быть использованы для горизонтального зондирования над обширными водоемами или в облаках.

8. Воздушные шары (свободные аэростаты). Этот вид исследова­ ния пограничного слоя в период 1945-1960 гг. относительно широко использовался Центральной аэрологической обсерваторией для изуче­ ния процессов трансформации воздушных масс и решения ряда других задач. В последующие годы, ввиду большой, в основном,технической сложности эксплуатации свободных аэростатов, способных поднять 2-3 человека и груз балласта, необходимого для длительного поле­ та, этот метод находит все меньшее применение. Однако в настоящее время за рубежом метод свободных аэростатов вновь получает при­ знание в связи с развитием нового вида спорта-кратковременных по­ летов на небольшие высоты до 300-500 м на аэростатах малой куба­ туры типа "монгольфреров", наполненных горячим воздухом,подогрева­ емым в полете.

Благодаря дешевизне данного метода и его, вероятно, широкому

слоев атмооферы. Но он, конечно, тоже обладает таким количеством

9. Радиоуправляемые модели самолета. При современном развитии телеметрической аппаратуры этот вид исследования может найти в дальнейшем широкое применение. В настоящее время любителями авиа­ модельного спорта созданы легкие портатитшш модели,способные при

15

управлении или с земли совершать в у словиях прямой видимости весь­

обеспечить получение интересной информации о строении нижних сло­ ев атмосферы. Конечно, этот метод также будет обладать некоторыми недостатками, присущими авиации, определяющимися, в основном,зави­ симостью от условий погоды, но он будет дешевым в эксплуатация.

Например, в Казанском авиационном институте по заданию ГГО в настоящее время разработана авиамодель, поднимающая легкий метео­ рограф до 300-400 м удалением до I км с временем полета до 30 мин

игрузоподъемностью до 0,7 кг.

10.Ракеты. Преимуществом этого метода является быстрое дос­ тижение высоты почти при всех условиях погоды. Но большая часть

этих преимуществ теряется из-за того, что не имеется подходящих датчиков с небольшой инерцией для получения надежных данных при подъеме. Трудно также измерять высоты в слое до 3 км с достаточ­ ной точностью.

В настоящее время проводятся опыты с применением для специаль­

снова использована. В опытах с видоизмененной радиозондовой систе­

Во Франции для исследования температуры и влажности применя­ ются ракеты двух систем. В первом варианте ракета вместе с тонким кабелем поднимается до высоты 400 м, с этой высоты происходит ее медленный спуск на двух парашютах (см.рис.2). При спуске показа­ ния датчиков передавались на землю и записывались на самописец.

После спуска ракета хорошо сохранялась и могла быть готова к ново­ му подъему. Во втором варианте подъем ракеты производился до высо­ ты 800 м, но уже без кабеля; с этой высоты начинался ее спуск так­ же на двух парашютах. Радиосигналы от датчиков принимались на земле. Поскольку высота подъема была небольшой, ракета приземля­ лась вблизи пункта выпуска.

11. Воздушные змеи используются благодаря их дешевизне. В начальный период развития аэрологии воздушные змеи являлись основ-

16