Próba identyfikacji niskich chmur rodzaju Stratus na rejestrogramie pionowego sodaru dopplerowskiego

• Autorzy: Ustrzycka A.

Warianty tytułu

EN

Testing of the identification possibilities of low Stratus clouds on the records of the Vertical Doppler Sodar

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sondaż akustyczny atmosfery jest jedną z aktywnych technik teledetekcyjnych, wykorzystywanych do określania warunków dyspersji zanieczyszczeń powietrza. Jest on prowadzony za pomocą radaru akustycznego, zwanego sodarem. Prędkość rozchodzenia się fal akustycznych w danym ośrodku jest uwarunkowana przez zmiany temperatury oraz wilgotności ośrodka. Analiza danych z pionowego sodaru dopplerowskiego opiera się na metodzie korelacyjnej, skojarzeniu charakterystycznych form echa akustycznego z procesami zachodzącymi w atmosferze. Na podstawie analizy obrazów uzyskanych z pionowego sodaru dopplerowskiego, teorii propagacji dźwięku w atmosferze, teorii fizyki chmur, została podjęta próba identyfikacji niskich chmur rodzaju Stratus na sodarogramach. Oszacowano prędkości dźwięku w powietrzu, w którym nie zachodzi kondensacja oraz w powietrzu, w którym zachodzi kondensacja i parowanie, przeprowadzono eksperyment z użyciem balonu na uwięzi. Prędkość dźwięku w powietrzu, w którym nie zachodzi kondensacja, jest większa o ok.10% od prędkości dźwięku w powietrzu, w którym zachodzi kondensacja i parowanie. Stwarza to możliwość zaistnienia dobrych warunków do zarejestrowania echa sygnału powracającego przez sodar. Przedstawiono kilka rejestracji sodarowych, których echo z dużym prawdopodobieństwem można interpretować jako powstałe w wyniku rozproszenia fali akustycznej od obszaru chmurowego. Podstawa oraz rodzaj chmury podczas wybranych rejestracji były konsultowane z Lotniskowym Biurem Meteorologicznym w Balicach. Pozyskany materiał doświadczalny jest zbyt skąpy, aby na jego podstawie jednoznacznie określić różnice między echem sodarowym powstałym z rozproszenia fali dźwiękowej w obszarze chmurowym a echem powstałym z rozproszenia fali dźwiękowej od innych obszarów rozpraszających. Oczekuje się, że synchronicznie prowadzone w ZTA obserwacje lidarowe pozwolą poszerzyć wiedzę dotyczącą interpretacji sodarogramów.

EN

Acoustic sounding of the atmosphere is one of the active remote-sensing techniques used for the designation of the conditions of dispersion of air pollutions. Acoustic sounding is made with use of acoustic radar called sodar. The velocity of acoustic waves depends on the temperature and humidity of air. The analysis of data from Vertical Doppler Sodar is based on the correlation method, associating characteristic forms of acoustic echo with the atmospheric processes. The testing of identification possibilities of the low Stratus clouds on sodar records was based on the analysis of the images of sodar records (from Vertical Doppler Sodar), on the theory of sound propagation, and on the theory of cloud physics. Evaluation was made of the sound velocity in the air in which no condensation is present and in the air in which both condensation and evaporation are active. An experiment was made with use of the tethered balloon. Sound velocity in the air without condensation is about 10% higher from that in the air with condensation and evaporation. This creates the possibility that the conditions for recording the echo of returning sodar signal will be good. Several sodar records are presented in which high probability exists that the recorded sodar echo is created by dispersion of the acoustic wave in cloud. Data on cloud base height and cloud type, for elected records, were consulted with the Airport Meteorological Station in Balice. The collected experimental material is not enough ample as to distinguish unmistakably the differences between the sodar echo from clouds from the sodar echo from other dispersing areas. It is expected that the interpretation of sodar records may become more ample thanks to the parallel sounding of the atmosphere by lidar. The synchronic sodar - lidar soundings are made by the Division of Remote Sensing of the Atmosphere.

Słowa kluczowe

PL

sodar; Stratus; inwersja

EN

sodar; Stratus; inversion

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2006
• Tom: Z. 3-4
• Strony: 227--236
• Opis fizyczny: bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Ustrzycka A.

• Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej -Kraków

Bibliografia

• Bielak A., 2002, Raport roczny, Rozwój metod pomiarów i badań meteorologicznych w obszarach zurbanizowanych z wysokimi stężeniami zanieczyszczeń - realizowany w ramach akcji COST 715. Kraków.
• El-NoubyM., HaggagyA. A., 2003, Sodar-based Investigation of the Atmospheric Boundary Layer, Berichte des Meteorologischen Institutes der Universitat Freiburg, nr 8, (4.2), 33-38, (4.3), 38-42. www.mif.uni-freiburg.de/berichte/Report8.PDF
• Hunerbein S. V, RichnerH., 2001, A Doppler Sodar Case Study ofTop-Down Convection and Convective Dissipation of Stratus. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, (19), 1170-1180
• Kallistratova M. A., 1997, Physical grounds for acoustic remote sensing ofthe atmospheric boundary layer. [w:] Acoustic remote sensing applications (red. S. P. S i n g a 1), New Delhi, India, Narosa Publishing
• House, 3-34. Kallistratova M. A., 2000, The place of acoustic methods in modern atmospheric research. X Session of the Russian Acoustical Society, Moscow. www.akin.ru/Docs/Rao/SeslO/Atl.pdf
• Landau L., Lifszic E., 1958, Mechanika ośrodków ciągłych. Warszawa, PWN, 307-389.
• Rogers R. R., 1976, A short Course in Cloud Physics.
• Rozwoda W, 2002, Próba odtworzenia parametrów turbulencji na podstawie danych sodaru dopplerowskiego, Wiadomości IMGW, t. 46, nr 3, 45-51.
• Singal S. P., Gera B. S., Saxena N., 1997, Sodar, A Tool to Characterise Hazardous Situations in Air Pollution and Communication, [w:] Acoustic remote sensing applications (red. S. P. Singal). New Delhi, India, Narosa Publishing House, 325-384.
• Walczewski J., 1984, Charakterystyka warstwy granicznej atmosfery nad Krakowem w oparciu o wyniki sondażu akustycznego, praca habilitacyjna. IMGW Warszawa.
• Wei R., Wu J., 1981, Absorption ofsound in water fog. J. Acoust. Soc. Am., 70 (5), 1213-1219.
• Zucker war A., J., 2002, Handbook of the speed of sound in real Gases. Academic Pr., (5), 61-71.