РОЗДІЛ 2
СКЛАДОВІ ЗЕНІТНОЇ ТРОПОСФЕРНОЇ ЗАТРИМКИ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ АЕРОЛОГІЧНИХ ЗОНДУВАНЬ
ТА ЗА АНАЛІТИЧНИМИ МОДЕЛЯМИ
2.1. Характеристика вихідних даних
Для отримання інформації про фізичні властивості та будову атмосфери
використовуються різні методи. Найбільш широко для отримання інформації про
властивості атмосфери до висот 20-25 км (в деяких випадках 30-40 км)
використовується метод радіозондування.
Після першого вдалого запуску зонда в 1930 році в Павловську було запущено ще
декілька подібних конструкцій, а в 1931 році радіозондування стало основним
методом дослідження атмосфери.
Дані радіозондування атмосфери використовуються в багатьох галузях. Основними
споживачами є служби прогнозу погоди, авіація, оборонні організації, атомна
енергетика та інші.
В даний час радіозонди – основний засіб одержання інформації про стан
атмосфери. Незважаючи на прогрес у розвитку супутникових методів
радіозондування, немає більш оперативного та надійного методу отримання
інформації про параметри атмосфери від методу наземного радіозондування.
На даний час в Україні є приблизно 10 метеорологічних станцій, які виконують
спостереження.
Для досліджень нами використано дані аерологічного зондування на станції Львів
за період від січня 2002 р. до грудня 2003 р. і аерологічні зондування на
станціях Чернівці (січень-грудень 2002 р.) та Ужгород (січень-грудень 2003р.)
[83]. В табл. 2.1 наведено географічне положення цих станцій [35] і системи
радіозондування, які використовуються на цих станціях [40].
Крок збору метеорологічних величин залежить від системи радіозондування
(табл.2.2). Найбільш поширеними на території України є дві системи
радіозондування: Метеорит (МАР3) і АВК-1 (Титан).
Таблиця 2.1
Географічні координати пунктів
аерологічного зондування атмосфери
Метеорологічна
станція
Висота станції над рівнем моря, км
Широта , °
Довгота , °
Система радіозондування
Львів
0,330
49,83
24,00
Метеорит-1
Ужгород
0,120
48,60
22,33
АВК
Чернівці
0,210
48,25
25,90
Метеорит-1
Таблиця 2.2
Густота збору метеорологічної інформації [40]
Система Метеорит
Система АВК-1
Висота, км
Крок зондування, км
Висота, км
Крок зондування, км
Від поверхні Землі до 1,5
0,2-0,3
Від поверхні Землі до 6
0,2
1,5-6,0
0,4-0,5
6,0-14,0
0,5
6,0-верхня межа зондування
1,0
14,0-верхня межа зондування
1,0
Система аерологічного зондування АВК-1 забезпечує кращу точність визначення
атмосферної поправки порівняно з системою Метеорит. Точність системи АВК-1 є
вищою за рахунок наявності метеорологічних даних у шарі 6-14 км з кроком 0,5 км
[40].
Крім цього, для аналізу отриманих результатів та оцінки точності використані
дані аерологічних зондувань ще для семи місяців 2004р. (січень-липень). Частина
даних на станцію Львів була надана Львівським обласним центром з метеорології
для наукових досліджень, а інша частина і дані на станцію Ужгород і Чернівці –
отримані з джерела [83].
Аерологічні зондування переважно проводяться 1 раз у два дні в нічний період.
Дані, одержані з зондування, представляють собою: висоту фіксування
метеорологічних параметрів (км); атмосферний тиск (мбар); температуру повітря
(°C); вертикальний температурний градієнт для окремих шарів атмосфери ;
відносну вологість повітря (%); питому вологість повітря (г/кг); швидкість
вітру (м/с).
На основі цих даних для досліджень, використовувались значення висот ,
атмосферного тиску , температури і відносної вологості .
Використання даних аерологічного зондування атмосфери дає можливість
досліджувати особливості розподілу метеорологічних величин з висотою, характер
їх зміни протягом року і розробити для певних регіонів моделі атмосфери близькі
до реальних.
У використаних даних параметр вологості задавався відносною вологістю (U, %),
тому виникає необхідність визначати парціальний тиск водяної пари через тиск
насичення [33]
. (2.1)
На практиці частіше використовують експериментальні значення . На їх основі
отримані також емпіричні формули для визначення тиску насичення . Найбільш
поширеною з них є формула Магнуса [33]
, (2.2)
де = 6,108 мбар – тиск насичення при температурі t = 0°C;
i – коефіцієнти, що становлять для води, відповідно, 7,5 і 237,3.
Тоді формула (2.1) з врахуванням формули (2.2) і значень тиску насичення при t
=0°C, коефіцієнтів i набуде вигляду [33]
. (2.3)
Для дослідження гідростатичної (сухої) складової зенітної тропосферної затримки
до уваги приймались тільки дні, для яких зондування проводились до висоти не
менше ніж 18 км. Для дослідження негідростатичної (вологої) складової зенітної
тропосферної затримки вибрані дні, для яких зондування проводились до нижньої
межі тропопаузи. За нижню межу тропопаузи найчастіше приймають рівень, поблизу
якого вертикальний градієнт температури різко змінюється (від значень 0,6-0,8
град/100м, характерних для верхньої тропосфери, до 0,2-0,3 град/100м) [33].
Висоти зондування були різні в залежності від метеорологічних умов, але в
середньому вони складали 21 км.
При середніх метеорологічних умовах при наземних вимірах температуру визначають
з похибкою ±0,1?С, тиск ±1 мбар, відносну вологість ±1%. При аерологічному
зондуванні температуру визначають з похибкою ±1?С, тиск ±2 мбар, відносну
вологість ±5% [35,37].
Були також використані дані GPS спостережень, проведені Галузевою
науково-дослідною лабораторією №102 НУ “Львівська політехніка” на двох пунктах
Державної геодезичної мережі України: Брюховичі та Шепетівка. Ці спостереження
виконувались в червні 2001 року і тривали 5 діб. Метеорологічні спостереження
виконували з допомогою аспіраційних психрометрів та барометрів-анероїдів.
Покази метеоро
- Київ+380960830922