WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

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

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Моделі атмосфери для визначення тропосферної затримки в полярних регіонах - Реферат

Моделі атмосфери для визначення тропосферної затримки в полярних регіонах - Реферат

суха складова зенітної тропосферної затримки, визначена за даними аерологічного зондування; , , , - різниці між значеннями (аеролог) та відповідними величинами, отриманими за нашою моделлю з використанням формул (3), (4), зі значенням =9.807, прийнятим для всієї висоти нейтральної атмосфери та зі значенням =9.807 до верхньої границі тропосфери, а вище зі значенням , обчисленим за формулою (3). Зазначимо, що в таблиці 3 приведені дати із екстремальними (6.01 та 21.01) і мінімальними (8.01 та 5.01) значеннями .
Оскільки, для ранкового періоду, за даними всіх зондувань, в нижніх шарах атмосфери в значній більшості переважає додатний температурний градієнт, але набагато менший від нормального, що відповідно викликає додатні різниці , то на основі цього встановлення вертикального профілю атмосферного тиску із запропонованим підходом вважаємо прийнятним.
Для побудови вертикального профілю водяної пари було проаналізовано три формули:
- Хргіана [10]
, (5)
де - питома вологість повітря на висотах і ; - різниця висот (км); - емпіричні коефіцієнти.
- Філліпса [1]
, (6)
де м/сек2 - прискорення сили ваги; Дж/(кг?К) - питома газова стала сухого повітря; = - середня абсолютна температура вертикального стовпа повітря висотою .
- Базлової [1]
, (7)
де і - коефіцієнти, розраховані на основі вмісту питомої вологості в арктичній атмосфері у різні сезони року, а для літа вони становлять, відповідно, 0,11 і 0,25.
На основі формули (7) за щоденними дворазовими аерологічними зондуваннями о 6 і 18 годині за місцевим середнім сонячним часом на станції Мірний протягом січня 1959 року нами були отримані за способом найменших квадратів коефіцієнти =0,06 і =0,15. Отримана таким чином формула обчислення парціального тиску водяної пари має вигляд:
(8)
де і - парціальний тиск водяної пари (гПа) на висотах і ; - вертикальний температурний градієнт (K/км). За даною формулою обчислювались в подальшому вертикальні профілі вологості. Оскільки у використовуваних даних параметр вологості задавався відносною вологістю (U,%), то для визначення як приземного значення тиску водяної пари, так і вертикальних профілів її використовувалась відома залежність
.(9)
Для порівняння точності визначення профілів вологості за наведеними формулами було використано 15 миттєвих моделей атмосфери на станції Мірний (січень), що охоплювали як екстремальні значення вологої складової зенітної тропосферної затримки, так і проміжні о 6 і 18 годині, а також середньомісячна для січня і середньорічна моделі атмосфери на станції Академік Вернадський (табл.4).
Таблиця 4
Середня квадратична похибка визначення питомої вологості в межах тропосфери
Станція Інтервал Формули
(5) (6) (8) (7)
Мірний Січень 0,77 0,41 0,20 0,38
АкВернадський Січень 0,77 0,30 0,04 0,61
АкВернадський Середньорічна 0,52 0,23 0,07 0,44
Як видно, пропонована формула (8) забезпечує значно кращу точність встановлення профілю вологості в тропосфері. Зауважимо, що формула (7) більш придатна для стану атмосфери з інверсійним розподілом температури і, відповідно, вологості повітря в приземному і граничному шарах атмосфери. Оскільки стратифікація температури за середньомісячною моделлю на станції Мірний в нижній тропосфері близька до нормальної, як видно з таблиці 2, то цим і пояснюються результати, отримані за формулою (8). Що ж стосується станції Академік Вернадський, то тут у всіх моделях оцінка велась для стандартних ізобаричних висот, що не можуть відображати можливої приземної інверсії температури навіть у зимовий період.
Проаналізуємо результати сухої і вологої складових зенітної тропосферної затримки для 5-ти миттєвих профілів атмосфери, що відносяться до 6-ї години ранку січня-місяця на станції Мірний. Приведемо дані сухої і вологої затримки, визначені за результатами аерологічного зондування та за пропонованою моделлю із середньомісячним градієнтом температури, визначеним із всіх 62 зондувань ( ) та із 31 зондування ( ), що проводились на протязі цього місяця лише о 6 годині ранку.
Таблиця 5.
Порівняння величин і , отриманих за різними підходами
Дата Суха складова Волога складова
6.01 2250,7 7,8 7,8 9,5 37,0 10,7 8,4 13,7
8.01 2216,5 0,4 0,5 2,6 49,9 15,5 12,5 19,1
12.01 2228,9 4,2 4,4 5,9 55,3 7,2 3,1 12,0
21.01 2235,0 -3,2 -3,1 -1,6 34,2 7,9 7,6 10,6
5.01 2203,8 -0,3 -0,2 1,3 29,1 -1,0 -3,6 2,1
Як видно, різниці і практично співпадають і в середньому близькі до різниць , чим підтверджують існуючі висловлювання, що зміна профілю температури в незначній мірі впливає на величину сухої складової тропосферної затримки. В той же час, величина вологої складової є досить чутливою до зміни профілю температури, особливо в нижніх шарах атмосфери.
На основі виконаних досліджень рекомендується наступне. При обробці GPS вимірів, виконаних в літній період на станціях Антарктичного узбережжя, вертикальні температурні профілі слід будувати за виміряним наземним значенням температури на момент спостережень та за середніми градієнтами температур, наведеними в таблиці 2. Причому, для ранішньонічних спостережень доцільно використовувати в граничному шарі атмосфери висотою до 1 км градієнти температури, визначені для 6 години ранку, а для денно-вечірніх спостережень - відповідні градієнти для 18 години вечора. Зазначимо, що різниці температур, обчислених за середньомісячними ранковими і вечірніми градієнтами на висоті 1 км, становлять 3,5°С і, відповідно, вони зберігаються вздовж усієї висоти використовуваної атмосфери. Для побудови профілю парціального тиску водяної пари в даних умовах рекомендується використовувати формулу (8).
Література
1. Базлова Т.И. К вопросу о вертикальном распределении водяного пара в арктической атмосфере: Тр. ААНИИ, т. 279, 1966.- С.25-41.
2. Бюлетень Українського антарктичного центру. // Ред. П.Ф. Гожик.- К.: Укр. Антаркт. центр Міннауки України, 1997. - Вип.1. - 332 с.
3. Бюлетень Українського антарктичного центру. // Ред. П.Ф. Гожик.- К.: Укр. Антаркт. центр Міннауки України, 1998. - Вип.2. - 300 с.
4. Долганов Л.В. Атмосферные условия Южной полярной области.-Л.: Гидрометеоиздат, 1986, 176 с.
5. Заблоцький Ф.Д. До визначення зенітної тропосферної затримки у GPS вимірах. // "Геодезія, картографія і аерофотознімання". Міжвід. наук.-техн. зб., Львів, 2000.- Вип. 60.- С.33-38.
6. Заблоцький Ф.Д. До визначення зенітної тропосферної затримки у GPS виміри.// Proceedings of the 2-nd International Conference "Cadastre, Photogrammetry, Geoinformatics- modern technologies and development perspectives", October 17-19, 2000. Lviv, National University "Lvivska Polytechnika', Lviv-Cracow-2000, Р.118-123.
7. Кошельков Ю.П. Циркуляция истроение стратосферы и мезосферы южного полушария.- Л.: Гидрометеоиздат, 1980.- 168 с.
8. Справочник по климату Антарктиды, т. 1. -Л.: Гидрометеоиздат, 1976.- С.211.
Loading...

 
 

Цікаве