มหาวิทยาลัยอุตุนิยมวิทยาแห่งรัฐรัสเซีย การตรวจสอบการเคลื่อนที่และการเสียรูปของพื้นผิวโลกและโครงสร้าง ข้อมูล MRL ออนไลน์

เรายินดีที่จะประกาศว่า Kirov Center for Hydrometeorology and Monitoring สิ่งแวดล้อมตั้งแต่วันที่ 1 เมษายน 2559 ได้มีการเปิดตัวเครื่องมืออุตุนิยมวิทยารุ่นใหม่และใช้งานได้สำเร็จ เรดาร์ตรวจอากาศดอปเปลอร์ (DMRL-S)

เรดาร์ DMRL-S ได้รับการติดตั้งโดย Roshydromet ในอาณาเขตของสหพันธรัฐรัสเซียเพื่อสร้างระบบเรดาร์สำรวจอุตุนิยมวิทยาแบบครบวงจรของ Roshydromet โดยรวมแล้ว มีการวางแผนที่จะติดตั้งเรดาร์ DMRL-S ประมาณ 140 ลำภายในปี 2020

จนถึงปัจจุบันเรดาร์อุตุนิยมวิทยา Doppler ระยะไกลพร้อมการประมวลผลโพลาไรเซชันของสัญญาณสำหรับบริการปฏิบัติการของ Roshydromet และผู้พยากรณ์การบินเป็นวิธีพิเศษในการสังเกตอุตุนิยมวิทยาเพราะ ช่วยให้สามารถตรวจสอบข้อมูลตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของการก่อตัวของเมฆ mesoscale ได้แบบเรียลไทม์ การเกิดขึ้นของโซนที่มีฝนตกหนัก การแก้ไขโซนของปรากฏการณ์ที่เป็นอันตราย รวมถึงพายุฝนฟ้าคะนอง ลูกเห็บ พายุ และการติดตามการพัฒนาและการเคลื่อนไหว DMRL-S สมัยใหม่มีรัศมีการดู 250-300 กม. และอนุญาตให้สังเกตการณ์แบบวนซ้ำด้วยความถี่ 3 ถึง 15 นาทีในโหมดอัตโนมัติตลอด 24 ชั่วโมง โดยให้ข้อมูลที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูง (0.5-1 กม.) เหนือพื้นที่ มากถึง 200,000 km2

ข้อมูลเรดาร์ของเรดาร์ DMRL-S ช่วยเสริมข้อมูลของดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาซึ่งใช้วิธีการแบบพาสซีฟในการส่งเสียงบรรยากาศ แต่ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษสำหรับเรดาร์ DMRL-S (ซอฟต์แวร์ VOI GIMET-2010) ทำให้เป็นไปได้ เพื่อประมวลผลและตีความข้อมูลเรดาร์ นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณเชื่อมโยงเหตุการณ์สภาพอากาศบนแผนที่ DMRL-S กับสถานการณ์โดยย่อได้

"HYMET-2010" กำลังสร้างแบบจำลองสามมิติของพารามิเตอร์คลาวด์ การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ซึ่งให้การสร้างแผนที่เรดาร์และลักษณะทางอุตุนิยมวิทยาดังต่อไปนี้:

1) การสะท้อนแสงสูงสุดในชั้นที่สูงกว่า 1 กม.

2) HVGO - ความสูงบนคลาวด์

3) ปรากฏการณ์อุตุนิยมวิทยา;

4) ปรากฏการณ์อุตุนิยมวิทยาที่เป็นอันตราย

5) ความเข้มของฝน;

6) ปริมาณน้ำฝนสะสม;

7) ปริมาณน้ำรวมของเมฆ VIL;

8) NNHO - ความสูงของขีด จำกัด ล่างของเมฆมาก

9) แรงลมแนวตั้งและแนวนอน;

10) ความวุ่นวาย;

11) ทัศนวิสัยในการตกตะกอน

12) รูปทรงของปรากฏการณ์อันตราย

14) โปรไฟล์ลมแนวตั้ง VW;

15) การพล็อตเวกเตอร์ลมแนวนอน HW บนแผนที่ r/l ใดๆ

การเข้าถึงแผนที่การสังเกตการณ์แบบดิจิทัลของเรดาร์อุตุนิยมวิทยาในระบบแสดงผลของสนามเรดาร์แบบรวมศูนย์ของเครือข่าย DMRL-S ของ Roshydromet มีอยู่แล้วบนอินเทอร์เน็ตบนเว็บไซต์ meteorad.ru แต่มีการนำเสนอข้อมูล ล่าช้าไป 24 ชม.

สำหรับผู้บริโภคข้อมูลในท้องถิ่น DMRL-S จะมีการถ่ายโอนผลิตภัณฑ์รอง r / l ไปยังคะแนนสมาชิกระยะไกล (AP) ผ่านเครือข่ายท้องถิ่น แบบเรียลไทม์บนพื้นฐานของสัญญา

มีประสบการณ์ในการใช้ข้อมูล DMRL-S ในภูมิภาคอื่นๆ

สำหรับองค์กรที่สนใจรับข้อมูลเฉพาะทางจาก DMRL-S ทางออนไลน์ Kirov TsGMS จะจัดระเบียบการถ่ายโอนข้อมูลอัตโนมัติตามสัญญา ทั้งในรูปแบบดิจิทัลสำหรับการประมวลผลต่อไป และในรูปแบบของภาพหน้าจอ (รูปภาพ)

วิธีการของเรดาร์อินเตอร์เฟอโรเมทรีเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการตรวจจับกะทันหัน พื้นผิวโลกครอบคลุมพื้นที่ของการขุดใต้ดิน การทำแผนที่การเสียรูปของด้านข้างและหิ้งของเหมืองหิน เช่นเดียวกับการตรวจสอบการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นและการเปลี่ยนรูปของโครงสร้าง

Radar interferometry ตรวจจับการเลื่อนน้อยที่สุด - ลดลงเหลือไม่กี่มิลลิเมตรลดความเสี่ยงของเหตุฉุกเฉินและลดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างมาก

ข้อได้เปรียบหลักของเรดาร์อินเตอร์เฟอโรเมตรีคือการประเมินการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ภาพทั้งหมดจากระยะไกลโดยอิสระ ในการคำนวณจะใช้อาร์เรย์ของข้อมูลเรดาร์ดาวเทียม โดยได้รับในช่วงเวลาสูงสุด 8 ครั้งต่อเดือน

การตรวจสอบการเคลื่อนที่และการเสียรูปของเรดาร์เกิดขึ้นในสองขั้นตอน:

ในขั้นตอนนี้ จำเป็นต้องได้รับอาร์เรย์เริ่มต้นของข้อมูลการสังเกตการณ์เรดาร์ - การสำรวจเรดาร์ 30 ครั้งสำหรับวันที่ต่างกัน 30 วัน

ข้อมูลเรดาร์สามารถเก็บรวบรวมได้นานกว่า 5-6 เดือน (สำหรับการเฝ้าติดตามการเคลื่อนตัวที่รุนแรงสูงสุด 1 เมตรต่อปี ช่วงเวลาตั้งแต่เดือนเมษายนถึงตุลาคมจะเหมาะสมที่สุด) หรือหลายปี (เหมาะสำหรับการเฝ้าติดตามในเมืองที่การเคลื่อนตัวไม่รุนแรงเกินไป)

2. การประมวลผลข้อมูลอินเตอร์เฟอโรเมตริกของภาพถ่ายดาวเทียมเรดาร์หลายช่อง

ในขั้นตอนนี้ แผนที่ของการเคลื่อนที่และการเสียรูปของพื้นผิวและโครงสร้างของโลกจะคำนวณจากอาร์เรย์ของข้อมูลเบื้องต้นของการสังเกตการณ์ด้วยเรดาร์

เป็นผลให้ลูกค้าได้รับแผนที่ที่บันทึกการเปลี่ยนแปลงในพื้นผิวและโครงสร้างของโลก ณ วันที่สำรวจแต่ละครั้งในรูปแบบเวกเตอร์และแรสเตอร์ พร้อมด้วยรายงานทางเทคนิค นอกจากนี้ แผนที่ของการเลื่อนแนวตั้งและแนวนอนสามารถคำนวณได้ และการประมวลผลข้อมูลเชิงพื้นที่สามารถทำได้โดยใช้วิธี SBas ซึ่งให้ไฟล์แรสเตอร์เอาต์พุตของการกระจัดและไอโซลีนการกระจัด

เครื่องกระจายกลิ่นแบบถาวรในใจกลางอัสตานา อาคารมั่นคงของกระทรวง (ตรงกลาง) ศาลสูง(ซ้ายบน) อาคารรัฐสภาและฝ่ายบริหารของประธานาธิบดี (อาคารสูงเป็นฉากหลัง) และบ้านพักของประธานาธิบดีคาซัคสถาน (ด้านหลัง) ตัวสะท้อนแสงริมตลิ่งก็มั่นคงเช่นกัน

ตัวอย่างการติดตามการเคลื่อนที่ของพื้นผิวโลกในบริเวณแหล่งก๊าซและแหล่งน้ำใต้ดิน จากผลการสำรวจพื้นที่นี้ 30 รอบเป็นเวลา 6 เดือน (พื้นที่เฟรม 40 × 40 กม.) มีการระบุจุด 5,000,000 จุด - เครื่องกระจายสัญญาณเรดาร์คงที่ซึ่งแต่ละแห่งทราบค่าชดเชยสำหรับแต่ละวันที่สำรวจสัมพันธ์กับวันที่ ของการสำรวจครั้งแรก

ชิ้นส่วนของแผนที่แรสเตอร์ของการกระจัดกระจายของพื้นผิวโลกในรหัสสี ในพิกเซล - ค่าของการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโลกในหน่วยมิลลิเมตร ค่าลบสอดคล้องกับการทรุดตัว ค่าบวกสอดคล้องกับการยกระดับ ด้วยพิกเซลที่มีค่าออฟเซ็ตเท่ากัน isolines ของออฟเซ็ตจะถูกวาด

ภาควิชาฟิสิกส์บรรยากาศทดลอง

เรียงความ

ว่าด้วยเรื่อง : สถานีเรดาร์ตรวจอากาศ

เสร็จสมบูรณ์โดย: นักศึกษากลุ่ม MP-480

Poteryaiko E. V.

เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

2012

ส่วนที่ 1. เรดาร์อุตุนิยมวิทยา MRL-5………………………………3

วัตถุประสงค์ของสถานีและหลักการทำงาน ……………………………………………………………..3

แผนผังของ MRL-5………………………………………………………………………………………… 5

ข้อมูลทางเทคนิคหลักของ MRL-5 …………………………………………………………….6

ระบบท่อนำคลื่นเสาอากาศ……………………………………………………………………………………7

อุปกรณ์ส่งสัญญาณ………………………………………………………………………………………9

เครื่องรับ ………………………..………………………………………………………..9

อุปกรณ์บ่งชี้ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… … 10 ส่วนที่ 2การรับข้อมูลเบื้องต้นเรดาร์

การสังเกตการณ์ในพื้นที่ใกล้และไกล…………………….12

หมวดที่ 4 อุตุนิยมวิทยาอัตโนมัติ

RADAR COMPLEX “METEO-CELL……………………………………….. 17

เรดาร์ตรวจอากาศMRL-5.

1. วัตถุประสงค์ของสถานีและหลักการทำงาน

เรดาร์ตรวจอากาศ MRL-5 เป็นเรดาร์เตือนพายุและป้องกันลูกเห็บแบบพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อแก้ไขงานต่อไปนี้:

 การตรวจจับและตำแหน่งของศูนย์กลางพายุฝนฟ้าคะนอง ลูกเห็บ และฝนตกหนักในรัศมี 300 กม.

 การกำหนดขอบเขตแนวนอนและแนวตั้งของการก่อตัวของอุตุนิยมวิทยา ทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนที่

 การกำหนดขอบเขตบนและล่างของเมฆที่มีรูปร่างใดๆ

 การวัดกำลังเฉลี่ยของเสียงสะท้อนวิทยุของเป้าหมายอุตุนิยมวิทยา

การเลือกเสียงสะท้อนวิทยุของวัตถุอุตุนิยมวิทยากับพื้นหลังของสัญญาณรบกวนที่สะท้อนจากวัตถุในท้องถิ่น

 การรับรองการป้องกันลูกเห็บ เช่น การตรวจจับและการแปลแหล่งที่มาของลูกเห็บในเมฆ (การวัดพิกัดและการกำหนดลักษณะทางกายภาพของลูกเห็บ)

MRL-5 เรดาร์อุตุนิยมวิทยาสองคลื่นที่มีศักยภาพสูง ผลิตในสองรุ่น: มือถือ - MRL-5A เครื่องเขียน - MRL-5B ในรุ่นมือถือ MRL-5 ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของรถพ่วงเฉพาะ PAU - 1 แบ่งออกเป็นสองส่วน: ตัวบ่งชี้ (อุ่น) และตัวรับส่งสัญญาณ (เย็น) เสาอากาศระบบติดตั้งอยู่บนหลังคาของรถพ่วงใต้โครงกันลม

ในเวอร์ชันคงที่ MRL ตั้งอยู่บนชั้นสองของอาคารทั่วไปสำหรับ MRL-5 หรือที่ชั้นบนสุดในห้องแยกสองห้อง

สถานีนี้ใช้วิธีการพัลส์ของเรดาร์

เครื่องส่งสร้างพัลส์สั้นอันทรงพลังของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าไมโครเวฟ ซึ่งเข้าสู่เสาอากาศผ่านทางท่อนำคลื่น การแผ่รังสีของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าสู่อวกาศเกิดจากเสาอากาศในรูปของลำแสงที่มีทิศทางแคบและมีทิศทางสูง หากสัญญาณที่ปล่อยออกมาซึ่งแพร่กระจายในอวกาศพบสิ่งกีดขวางในเส้นทางของมันในรูปแบบของวัตถุในท้องถิ่น เมฆ และการก่อตัวของอุตุนิยมวิทยาอื่น ๆ สัญญาณนั้นจะถูกสะท้อนในทิศทางที่แตกต่างจากวัตถุรวมถึงในทิศทางของ MRL เสาอากาศเดียวกันรับพัลส์ที่สะท้อนกลับและป้อนผ่านท่อนำคลื่นไปยังอุปกรณ์รับ ในอุปกรณ์รับ สัญญาณที่สะท้อน หลังจากขยายและแปลงแล้ว ให้เข้าสู่หน้าจอตัวบ่งชี้ MRL-5 มีคุณสมบัติหลายประการ:

สองช่องแยกกัน - 3 ซม. (ช่อง 1) และ 10 ซม. (ช่อง 2) โหมดเตือนพายุสามารถใช้งานได้ในแต่ละช่องสัญญาณ และโหมดการบำรุงรักษาการป้องกันลูกเห็บจะถูกนำมาใช้เป็นหลักเมื่อทั้งสองช่องสัญญาณทำงานร่วมกัน

ระบบเสาอากาศที่มีแผ่นสะท้อนแสงพาราโบลาและฟีดแบบดูอัลแบนด์ทำให้เกิดรูปแบบการแผ่รังสีที่แคบ การใช้เสาอากาศดังกล่าวให้ความละเอียดสูงในพิกัดเชิงมุมและการจัดตำแหน่งรูปแบบการแผ่รังสีของทั้งสองช่วงด้วยความแม่นยำสูง

 อุปกรณ์รับสัญญาณที่มีความไวสูงช่วยเพิ่มช่วงการตรวจจับของวัตถุอุตุนิยมวิทยา และช่วงไดนามิกที่กว้างช่วยให้การวัดเชิงปริมาณมีความแม่นยำสูง

 ระบบบ่งชี้สากลที่ให้ความสามารถในการสังเกตและบันทึกเสียงสะท้อนวิทยุจากวัตถุอุตุนิยมวิทยา:

 ตัวชี้วัดแบบผสมผสานของ IKO และ IDV พร้อมสเกลการสแกนที่หลากหลาย ให้การวัด การสังเกต และการบันทึกภาพถ่ายของเสียงสะท้อนวิทยุในระนาบแนวนอนและแนวตั้ง

 ตัวบ่งชี้สองลำแสงที่ใช้ออสซิลโลสโคป ST-55 สำหรับการสังเกตเสียงสะท้อนวิทยุของวัตถุอุตุนิยมวิทยาในพิกัดช่วงแอมพลิจูด

 อุปกรณ์สำหรับแปลงข้อมูลเชิงมุม ให้: เอาต์พุตของมุมแอซิมัทของเป้าหมายอุตุนิยมวิทยาในพิกัดทางภูมิศาสตร์และปืนใหญ่ที่มีความแม่นยำสูง (0.10)

 อุปกรณ์สำหรับการเลือกแหล่งลูกเห็บอัตโนมัติ

 แผงไฟที่ให้การอ่านที่รวดเร็วและการบันทึกภาพถ่ายของวันที่, เวลา, จำนวนช่องสัญญาณที่สังเกตได้, สัญญาณของบรรทัดฐานของศักยภาพพลังงานของเรดาร์, ระดับ isoech หลัง 6 dB, มาตราส่วน, ราบ, เสาอากาศเอียง มุม, ช่วงแนวนอนและแนวเอียง, ความสูงของเป้าหมายที่เลือกบนตัวบ่งชี้;

 อุปกรณ์สำหรับตรวจสอบความไวของอุปกรณ์รับ กำลังของอุปกรณ์ส่งสัญญาณ และศักยภาพพลังงานของสถานีโดยรวม

 ตัวลดทอนสัญญาณไมโครเวฟที่ควบคุมโดยอิงจาก p-n-pdiodes ให้การวัดกำลังเสียงสะท้อนของคลื่นวิทยุและการแก้ไขต่อระยะทางกำลังสอง

อุปกรณ์บันทึกภาพพิเศษสำหรับบันทึกรูปแบบเสียงสะท้อนของคลื่นวิทยุ

 ระบบจ่ายไฟ ซึ่งจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์จากเครือข่ายอุตสาหกรรมสามเฟส 50 Hz 380 V หรือจากเครือข่ายสามเฟสอิสระ 50 Hz 220 V