Четверг, 28.03.2024, 16:08 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [782]
Жара [577]
Засуха [203]
Землетрясение [2239]
Извержение [1097]
Космос [402]
Лавина [142]
Мороз [313]
Наводнение,цунами [1117]
Оползень,провал [357]
Пожар [663]
Сель [43]
Снегопад [767]
Теория [2738]
Торнадо,ураган [1194]
Феномены [241]
Эпидемия [2449]

Календарь
«  Август 2021  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031

Архив новостей

Реклама

Форма входа

Главная » 2021 » Август » 9 » Разработан датчик для улучшения прогноза погоды
19:14
Разработан датчик для улучшения прогноза погоды

Улучшение качества прогнозов погоды и климатических исследований требует повышения достоверности измерений. Ученые из МФТИ и Центральной аэрологической обсерватории разработали недорогой оптический датчик для радиозондов. Этот датчик может с высокой точностью измерять высоту верхней границы облаков, определять присутствие частиц осадков в облаках и высоту границы между тропо- и стратосферой.

Разработка чрезвычайно важна для Арктики, где надежность данных об облаках низка, особенно в полярные ночи. Статья опубликована в Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. Для обеспечения достоверности параметры атмосферы измеряются различными независимыми приборами. Кроме того, для каждого параметра существуют методы проверки точности измерений. При этом для таких ключевых параметров, как наличие облачности в атмосфере и высота ее верхней границы, методы проверки достоверности по независимым данным отсутствуют.

Так как облачность определяет радиационный баланс и в значительной мере характер процессов в атмосфере, то такие процедуры крайне необходимы. Основной источник данных об облачности — это спутники. Кроме них, данные дают метеорологические радары, радиозонды и наземные метеостанции. Метеорологический радар видит только облака с осадками. Радиозонд оборудован датчиком влажности, но при одинаковой влажности облачность может и присутствовать, и отсутствовать. Данные наземных метеостанций отрывочны и субъективны.

На спутниках принимается излучение в разных диапазонах: микроволновом, инфракрасном и оптическом. На первом этапе обнаруживается облачность по данным видимого диапазона и делается «облачная маска». Потом на облачную маску накладываются данные об инфракрасной температуре и рассчитывается высота верхней границы облачности. Точность измерения — порядка одного километра, что для низкой облачности сравнимо с ее толщиной.

В полярных районах и зимой в средних широтах в видимом диапазоне белые облака теряются на фоне белого снега. Поэтому облачную маску построить сложно, возникает очень много ошибок, вероятность обнаружения облачности становится порядка 60 процентов. Низкая надежность измерений в арктической зоне ухудшает качество прогноза погоды в средних широтах.

Для устранения ошибок нужно проводить непрерывный контроль качества спутниковых измерений, желательно контактными методами. Ученые из МФТИ и ЦАО предложили использовать датчик облачности, установленный на радиозонд. Учитывая, что радиозонд — одноразовое устройство, основное требование к нему — низкая стоимость.

Александр Кочин, ведущий научный сотрудник лаборатории космической информатики МФТИ, комментирует: «Мы предлагаем оборудовать стандартный радиозонд оптическим датчиком для обнаружения облачного покрова и измерения высоты верхней границы облаков. Кроме того, оптический датчик позволяет измерять высоту границы между тропо- и стратосферой. Простота использования и низкая стоимость нашего датчика являются решающими факторами для применения на метеорологической сети».

Облачная среда отличается от безоблачной атмосферы оптическими свойствами. Приборы для оптических измерений стоят очень дорого, а радиозонд — одноразовый прибор. Оказывается, что у простейшего оптического датчика на базе обычного фотодиода величина дисперсии сигнала резко изменяется при пересечении верхней границы облачности. Природа эффекта еще полностью не объяснена, но он позволяет обнаруживать облачность и измерять высоту ее верхней границы.

Проведены сравнения радиозондовых данных о высоте верхней границы облачности с измерениями с борта специализированного самолета. Разность показаний оказалась менее 50 метров. Для измерений в ночное время можно использовать обычный ИК-датчик для дистанционного измерения температуры. Он также позволяет увидеть наличие облаков и измерить высоту верхней границы.

Результаты этой работы можно использовать для калибровки спутниковых каналов. Также разработанный датчик позволяет оценить качественный вид профиля затухания видимого света в атмосфере, что дает возможность измерить высоту границы между тропосферой и стратосферой, то есть высоту слоя аэрозоля в атмосфере.

Кроме того, величина дисперсии сигнала зависит от наличия частиц осадков в облаках. При их отсутствии дисперсия неизменна по всей толщине облака, а при их наличии она уменьшается до нуля на расстоянии 600–800 метров от верхней границы облака. Эти результаты позволяют осуществить контроль качества работы датчика влажности радиозонда. На данный момент подобных методов еще не существует. Результаты работы будут способствовать увеличению точности прогноза погоды и достоверности климатических исследований.

https://naked-science.ru/article/column/razrabotan-datchik-dlya-uluchsheniya-prognoza-pogody

Категория: Теория | Просмотров: 235 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

Насколько важен пульс на самом деле (12)

Как люди боролись с туберкулезом (14)

Охлаждающее покрытие уменьшило ощущение жары на 1,5 градуса (12)

Выявлена связь между возбудимостью нервной системы и кишечной микрофлорой (17)

Смертность от передозировок в США достигла уровня потерь во Второй мировой (12)

ИИ научили предсказывать наводнения за неделю до их наступления (18)

Одиночество повлияло на риск смерти сильнее, чем алкоголизм и ожирение (16)

Ночные пожары научились предсказывать по сухости травы (18)

Как экстремальная жара будет влиять на россиян к 2050 году (12)

Создали неинвазивные сенсоры для наблюдения за эффективностью химиотерапии (19)

Выявили бактерии микрофлоры, мешающих иммунотерапии рака кожи (22)

Обнаружена способность лекарства от ковида обелдесивира подавлять тяжелые формы Эболы (14)

Разрезающий ДНК белок не нарушает систему репарации клеток (21)

Выявили белок, скрывающий клетки нейробластомы от внимания иммунитета (18)

Таяние Арктики связали с экстремально теплым летом в Европе (24)

Определили временной лимит для видеоигр, превышение которого вредит здоровью (22)

Лечить гепатит C оказалось наиболее выгодно в раннем детстве (13)

Медики развеяли главный миф о туберкулезе (15)

Промывание носа проточной водой посчитали причиной необычных заражений (19)

Гольф утроил риск заболевания, ведущего к параличу (18)

Лесные пожары ускоряют накопление радиоактивного свинца в морях Арктики (14)

Быстрое развитие болезни Альцгеймера связали с каплями жира в клетках мозга (10)

Двойная иммунотерапия рака мозга прошла первую фазу клинических испытаний (13)

Выявлен рецептор, регулирующий выработку гормона голода в клетках желудка (10)

В Гонконге представили модель ИИ для помощи нейрохирургам (13)

Ученые спрогнозировали рост поглощения метана почвой от изменения климата (15)

Долгий разговор по мобильному телефону не повысил риск развития рака мозга (19)

Медики нашли в человеческой крови маркеры скорости старения (12)

Геоинженерный проект по отражению солнечного света назвали опасным для Земли (9)

В США загадочная болезнь каждые два года парализует детей (9)

Иммунотерапия глиомы прошла первую фазу клинических испытаний (24)

Составлен психологический портрет человека, склонного к вейпингу (23)

Эссенциальный тремор связали с повышенным риском развития деменции (15)

Недосып повлиял на диабет (18)

Создали комплекс для исследований стресса и испытания препаратов (17)

Разработали VR-среду для реабилитации людей с ментальными нарушениями (15)

Употребление сладких напитков на 20% повышает риск развития аритмии (15)

Создали экспресс-тест для ранней диагностики ВИЧ (43)

У мужчин во всем мире снижается количество сперматозоидов (36)

Почти 900 миллионов человек в мире пострадало от ожирения в 2022 году (24)

Эпилепсия после травмы головы повысила риск развития деменции (33)

Климатологи прогнозируют рекордно сильную жару из-за усиления Эль-Ниньо (31)

Выявлена молекула РНК, способствующая развитию атеросклероза у диабетиков (27)

Климатологи предложили иссушить льдом воздух над тропиками для борьбы с потеплением (30)

Хроническое употребление каннабиса связали с повышенным риском болезней сердца (29)

Создали нейросеть для выявления оспы обезьян (25)

Гербициды симазин и атразин на треть повышают риск болезни Паркинсона (19)

Разработали первый в мире аортальный клапан из донорских тканей (23)

Вещество из печени кальмара подавляет воспаления при ишемии почек (36)

Электростимуляция может нарушать работу нейронных сетей в спинном мозге (31)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (28339)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19233)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10182)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10059)

Супервулкан может проснуться в любой момент (8448)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (6991)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (6437)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (5511)

Остров ВИЗЕния (5204)

Англия: зима в начале мая (4966)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (4879)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (4853)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (4713)

Гипотеза о СПИД (4712)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (4587)

В Москву идет жара (4576)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4546)

Ураган в Москве 06.05.2012 (4506)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4446)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4364)

Землетрясение в Армении (4358)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (4349)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4338)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (4336)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4289)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4275)

Йеллоустонский супервулкан (4270)

Семь новых природных чудес света (4259)

Самые большие и опасные вулканы мира (4252)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4229)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4181)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4137)

Власти борятся с наводнением на Бали (4110)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4005)

Самые удивительные природные феномены (3876)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (3862)

Изменение климата (3814)

Зимняя гроза на Кузбассе (3774)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (3698)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (3641)

Copyright Sergo © 2012-2024

Яндекс.Метрика