Лазерный измеритель интегральных и микроструктурных характеристик атмосферных осадков ОПТИОС
Ключевые слова:
лазерный измеритель, получение и анализ теневых изображений, атмосферные осадки, интегральные и микроструктурные характеристикиАннотация
Представлено описание особенностей измерительной схемы, результаты лабораторных и натурных испытаний опытного образца лазерного измерителя атмосферных осадков ОПТИОС, в котором использован метод получения и последующего анализа теневых изображений падающих частиц атмосферных осадков. Приведены схемные и программные решения, обеспечивающие автономность работы прибора и снижающие погрешность измерений параметров осадков. Показана эффективность применения ОПТИОС для измерения интегральных и микроструктурных характеристик дождя, снега и града на примере анализа результатов сравнительных натурных испытаний со стандартным осадкомером О-1 и измерителем осадков челночного типа Davis Rain Collector. Диапазон размеров измеряемых частиц осадков: от 0,5 до 10 мм; чувствительность по количеству выпавших осадков не хуже 0,0001 мм; диапазон измеряемой интенсивности дождя - от 0 до 2000 мм/час; диапазон оцениваемых скоростей падения частиц осадков - от 0,2 до 20 м/с.
Библиографические ссылки
Безрукова Н.А., Чернокульский А.В. Российские исследования облаков и осадков в 2011-2014 гг. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2016. Т. 52. № 5. С. 577–589. doi: 10.7868/S0002351516050023.
Воеводина Л.А. Структура почвы и факторы, изменяющие ее при орошении // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2016. № 1 (21). С. 134–154.
Киселев В.Н., Кузенов А.Д. Методы зондирования окружающей среды (атмосферы). СПб.: Изд-во РГГМУ, 2004. 429 с.
Pustovalov K.N., Kobzev A.A., Nagorskiy P.M. Study of atmospheric urface layer electrical processes in case of varying intensity rain // Proc. SPIE. 2015 V. 9680. Р. 96806L-1. doi: 10.1117/12.2205719.
Michaelides S.C. Precipitation: Advances in Measurement, Estimation and Prediction. Springer-Verlag: Berlin Heidelberg. 2008. 552 p.
Кальчихин В.В., Кобзев А.А., Корольков В.А., Тихомиров А.А. Приборное обеспечение измерения параметров атмосферных осадков. Современное состояние // Изв. вузов. Физика. 2009. № 12. С. 92 (деп. в ВИНИТИ 16.12.09, № 802-В2009).
Солдаткин Н.П. Оптические приборы и методы контроля микрофизических параметров атмосферных осадков // Региональный мониторинг атмосферы. Ч. 2. Новые приборы и методики измерений. Томск: ИОА СО РАН. 1997. С. 217–232.
Barthazy E., Goke S., Schefold R., Hogl D. An Optical Array Instrument for Shape and Fall Velocity Measurements of Hydrometeors // J. Atmos. Oceanic Technol. 2004. V. 21. P. 1400–1416.
Schönhuber M., Lammer G., Randeu W.L. Ch. 1. The 2D-Video-Disdrometer // Precipitation: Advances in Measurement, Estimation and Prediction / Ed. by Silas Michaelides. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2008, р. 3–32.
Knollenberg R. G. The optical array and alternative to scattering or extinction for airborne particle size determination // J. Appl. Meteor. 1970. V. 9. No. 2. P. 86–103.
Литвинов И.В. Структура атмосферных осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 154 с.
Кальчихин В.В., Кобзев А.А., Корольков В.А., Тихомиров А.А. Оптико-электронный двухканальный измеритель осадков // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 11. С. 990–996.
Кальчихин В.В., Кобзев А.А., Корольков В.А., Тихомиров А.А. К выбору размеров измеритель¬ной площади двухканального оптического осадкомера // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 2. С. 155–159.
АзбукинА.А., Кальчихин В.В., Кобзев А.А., Корольков В.А., Тихомиров А.А. Оптико-электронный блок измерения параметров осадков // ПТЭ. 2013. № 4. С. 140–141. doi: 10.7868/S0032816213040186.
Кальчихин В.В. Кобзев А.А., Тельминов А.Е. Решение проблемы ветрового недоучета с помощью оптического осадкомера // Высокие технологии в современной науке и технике: сб. научн. тр. II Всерос. науч.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием. (г. Томск, 27-29 марта 2013 г.). Томск, ТПУ. 2013. Т. 1. С. 328–332.
Кальчихин В.В., Кобзев А.А., Краснолобов И.М., Тихомиров А.А. Система устранения внешних естественных помех в измерительном канале оптического осадкомера // Доклады ТУСУР. 2016. Т. 19. № 2. С. 45–47. doi: 10.21293/1818-0442-2016-19-2-35-37.
Azbukin A.A., Kalchikhin V.V., Kobzev A.A., Korolkov V.A., Tikhomirov A.A. Determination of Calibration Parameters of an Optoelectronic Precipitation Gage // Atmospheric and Oceanic Optics. 2014. V. 27. No. 5. P. 432–437. doi: 10.1134/S1024856014050066.
Пат. 2617033 РФ. МПК G 01 W 1/14. Способ калибровки оптического измерителя осадков / А.А. Азбукин, В.В. Кальчихин, А.А. Кобзев, В.А. Корольков, А.А. Тихомиров; заявитель и патентообладатель ИМКЭС СО РАН и ООО «Сибаналитприбор». Заявл. 09.03.2016; опубл. 19.04.2017. Бюл. № 11.
Kalchikhin V.V., Kobzev A.A., Korolkov V.A., Tikhomirov A.A. Measurement of snow characteristics using optical precipitation gauge // Proc. SPIE. 2016. V. 10035. P. 100352W-1. doi: 10.1117/12.2243139.
Kalchikhin V.V., Kobzev A.A., Korolkov V.A., Tikhomirov A.A. Specifics of the hail parameter measurements using the optical precipitation gauge // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. P. 968038-1; doi 10.1117/12.2205285.
Kal’chikhin V.V., Kobzev A.A., Korol’kov V.A., Tikhomirov A.A. Determination of the Rate of Fall of Rain Drops in Measurements of Their Parameters by an Optical Rain Gauge // Measurement Techniques. 2017. V. 59. No. 11. P. 1175–1180. doi: 10.1007/s11018-017-1111-9.
Korolkov V.A., Bogushevich A.Ya., Kalchikhin V.V., Kobzev A.A., Kurakov S.A., Pustovalov K.N., Telminov A.E., Tikhomirov А.А., Petrov D.V.. Experimental prototype of automatic weather station ArcticMeteo // Proc. of SPIE. 2020. V. 11560. P. 1156058. doi: 10.1117/12.2575822.
Korolkov V.A., Kobzev A.A., Tikhomirov A.A., Telminov A.E., Pustovalov K.N., Bogushevich A.Ya., Kalchikhin V.V. and Kurakov S.A. Automatic weather station ArcticMeteo – the first field test results // ENVIROMIS2020 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2020. V. 611 P. 012053. doi: 10.1088/1755-1315/611/1/012053.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 Лазеры. Измерения. Информация
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Copyright information
Тексты данной электронной статьи защищены (cc) Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
Вы можете свободно:
Делиться (You are free: to Share) – копировать, распространять и передавать другим лицам данную электронную книгу при обязательном соблюдении следующих условий:
– Атрибуция (Attribution) – Вы должны атрибутировать произведения (указывать автора и источник) в порядке, предусмотренном автором или лицензиаром (но только так, чтобы никоим образом не подразумевалось, что они поддерживают вас или использование вами данного произведения).
– Некоммерческое использование (Noncommercial use) – Вы не можете использовать эти произведения в коммерческих целях.
– Без производных произведений – Вы не можете изменять, преобразовывать или брать за основу эту электронную книгу или отдельные произведения.
Licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.
You are free:
to Share — to copy, distribute and transmit the work
Under the following conditions:
Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work).
Non-commercial — You may not use this work for commercial purposes.
No Derivative Works — You may not alter, transform, or build upon this work.
Any of the above conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.
