WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Оцінка вологої складової зенітної тропосферної затримки за даними станції Мірний (Антарктичне узбережжя) - Реферат

Оцінка вологої складової зенітної тропосферної затримки за даними станції Мірний (Антарктичне узбережжя) - Реферат


Реферат на тему:
Оцінка вологої складової зенітної тропосферної затримки за даними станції Мірний (Антарктичне узбережжя)
Визначення окремо сухої та вологої складових індексу показника заломлення повітря для радіохвиль проводиться за формулами:
(1) (2)
де = P-e - атмосферний тиск сухого повітря, гПа;
- абсолютна температура повітря, К;
- парціальний тиск водяної пари, гПа;
емпіричні коефіцієнти.
Першу складову, що практично не залежить від вмісту водяної пари в атмосфері, називають сухою складовою індексу показника заломлення повітря, а другу, залежну в першу чергу від парціального тиску водяної пари - вологою складовою. Найбільш точно повна зенітна тропосферна затримка та її складові можуть бути визначені інтегруванням вертикальних профілів температури, тиску і вологості повітря, отриманих на пункті на час спостережень:
= + = + , (3)
де , - відповідно суха та волога зенітна тропосферна затримка; і - границі інтегрування.
В даній роботі ми зупинимось на оцінці вологої складової зенітної тропосферної затримки на основі 62 зондувань атмосфери, що проводились 2 рази в день о 6 і 18 годині за місцевим середньо-сонячним часом на протязі січня 1959 року на станції Мірний [4]. Зауважимо, що в даних зондування гранична висота параметру вологості в різні дні є різною (див. табл.1).
В багатьох роботах, наприклад, [5,7 та ін.] підкреслюється, що на границі тропосфери і тропопаузи величина парціального тиску водяної пари спадає до нуля, а тому профіль вологості повітря для визначення вологої складової зенітної тропосферної затримки рекомендується враховувати в межах тропосфери до верхньої її границі. На цій основі і побудовані практично всі аналітичні моделі для визначення вологої складової. Такий підхід відповідає дійсності в глобальному для середніх і низьких широт. Так, наприклад, в стандартній моделі атмосфери СМА-81 тропосфера поширюється до 11 км з постійним температурним градієнтом, рівним 6,5°С/км, а в тропопаузі і нижній частині стратосфери до висоти 20 км встановлена ізотермія. В полярних регіонах як сама стратифікація, так і будова нижньої атмосфери суттєво відрізняється і вплив цих особливостей на результати астрономогеодезичних вимірів досліджувався нами в багатьох роботах, зокрема, [1,9]. На станції Мірний за усередненими даними висота тропосфери у січні, як видно з таблиці 1, становить лише 8,66 км (тропопауза, з її характерними особливостями для середніх широт, проглядається тут дуже слабо), в позатропосферних шарах 9 - 12 і 12 - 20 км зростає з градієнтом, в середньому, -2,2 і -0,6° С/км, а парціальний тиск водяної пари збільшується від 0,03 гПа на верхній границі тропосфери до 0,15 гПа на границі 20 км.
Для оцінки вкладу вологості повітря у величину dw в різних шарах атмосфери було підібрано і сформовано за даними зондування до 20 км і вище 23 моделі для 6 години ранку і 17 моделей для 18 години вечора. В таблиці 2 приведені усереднені за цими даними значення вологої складової dw в наступних шарах атмосфери: до висоти 2 км, до середньої висоти тропосфери Htrop, до середньої висоти зондування відносної волості повітря HU і повна величина вологої складової зенітної тропосферної затримки dw,total у загальному шарі атмосфери 0,03 км HU.
Як видно, складова величини dw, що формується позатропосферними шарами атмосфери складає в середньому біля 8 мм, а за окремими зондуваннями ця величина може зростати вдвічі. Так, наприклад, 3 і 21 січня о 6 годині при висоті зондування вологості, відповідно, до 27,54 і 29,00 км позатропосферна частина вологої складової складає 15,8 і 16,4 мм, а 2 січня о 6 годині і 12 січня о 18 годині при висотах зондування лише до 22,84 і 23 км вона становить 15,4 і 14,4 мм. Отже, це є досить суттєва величина, ігнорувати якою недопустимо при високоточних GPS вимірах, чи інших відповідних радіовіддалемірних спостереженнях.
Проведемо аналіз декількох моделей атмосфери, які формують екстремальні величини вологої складової dw в тих чи інших шарах атмосфери (табл.3 і 4).
Як видно з таблиці 3, поява екстремальних величин складової dw в тих чи інших шарах атмосфери пояснюється, в першу чергу, величиною відносної вологості U,% при певній температурі і їх змінами в межах даного шару, що наглядно характеризується "вагами" профілів парціального тиску водяної пари і, насамперед, індексу показника заломлення повітря, оскільки останній залежить і від розподілу температури з висотою (табл.4). Методика аналізу впливу тих чи інших параметрів атмосфери за "вагами" їх профілів детально висвітлена в роботі [2].
Таблиця 1.
Висота тропосфери і верхня границя зондуванн (км) відносної вологості повітря ( ст. Мірний, січень)
Дата Висота тропосфери Верхня границя Зондування Дата Висота тропосфери Верхня границя зондування
6 год. 18 год. 6 год. 18 год. 6 год. 18 год. 6 год. 18 год.
1 8.27 8.60 25.00 26.00 18 8.23 8.00 23.00 13.16
2 8.53 7.82 22.84 28.00 19 8.14 7.49 20.00 16.00
3 7.96 8.45 27.54 24.12 20 8.35 8.64 21.00 21.35
4 8.53 8.88 29.00 26.00 21 7.12 7.35 29.00 20.00
5 8.20 8.09 25.00 18.32 22 6.63 7.00 23.00 22.00
6 8.36 9.46 27.00 19.50 23 10.00 10.31 20.00 19.00
7 9.83 9.38 20.00 20.00 24 9.56 9.42 20.00 17.00
8 9.62 10.05 20.00 24.48 25 9.53 9.60 17.00 18.61
9 9.41 8.83 23.00 27.00 26 10.55 9.94 20.69 9.00
10 8.42 7.94 22.38 25.10 27 9.47 8.34 28.00 24.00
11 7.90 7.84 27.00 24.46 28 8.31 7.85 15.93 20.00
12 8.65 8.25 23.00 23.00 29 8.93 9.63 21.00 9.94
13 8.20 7.94 20.00 20.64 30 9.11 9.00 16.00 3.00
14 7.76 8.45 16.00 18.30 31 9.78 10.10 13.37 19.47
15 8.46 8.22 17.70 16.26
16 8.51 8.57 17.00 12.00 Середнє 8.68 8.65 21.50 19.27
17 8.64 8.65 16.00 11.60 8.66 20.38
Таблиця 2.
Вклад вологості повітря у величину dw (мм) в різних шарах атмосфери
Година Шари атмосфери
0,03 2,0 2,0 Htrop Htrop HU 0,03 HU
dw Htrop dw HU dw dw,total
6 26,0 8,64 16,2 23,36 7,9 50,1
18 28,0 8,43 16,3 23,27 8,7 53,0
Так, максимальні величини dw в шарі атмосфери 0,03 - 2 км 1,10 і 12 січня викликані високою відносною вологістю, яка в перші дві дати зростає з висотою, причому, 1 січня при відносно низькій приповерхневій температурі повітря рівній -4° С, градієнт температури в нижньому 2 км шарі є майже постійним і складає біля 2° С/км (тут додатній знак температурного градієнта відповідає падінню температури з висотою), що відповідно зменшує падіння парціального тиску водяної пари порівняно із 10 січня, де градієнт
Таблиця 3. Температура і відносна вологість повітря з екстремальними величинами вологої складової зенітної тропосферної затримки
Дата Година Г р а н и ц і ш а р і в а т м о с ф е р и
0,03 0,03 2,0 2,0 Htrop Htrop
Loading...

 
 

Цікаве