Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4

^ Глава 3 Аналитический отчет о проведении теоретических и экспериментальных исследовательских работ


3.1 Эффективность разработанного способа и разработка контроля особо небезопасных стихийных явлений (паводки, грозы, град) в атмосфере ^ 3.1.1 Радиолокационный способ измерения осадков в горных районах

В горных Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 районах Северного Кавказа более нередкой предпосылкой летних паводков и многих селей являются обильные ливневые осадки с градом. В связи с этим для оповещения о их нужно создать радиолокационный способ измерения смешанных осадков (ливень Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 с градом), приспособленный к измерениям в горных районах, где высота местности существенно превосходит уровень размещения радара.

Радиолокационному измерению осадков посвящено много работ. В большинстве из их основой измерения осадков является внедрение Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 эмпирических и полуэмпирических корреляционных соотношений меж интенсивностью осадков и их отражательной способностью (см. таблица 3):


, (1)


где Z – множитель радиолокационной отражаемости осадков; I – интенсивность осадков; A и b – коэффициенты корреляции.

Для различных типов осадков получено Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 огромное количество корреляционных связей, отличающихся значениями коэффициентов A и b. Более нередко используемые корреляционные соотношения представлены в таблице 3. Некие Z - I соотношения имеют приемлемую точность измерения интенсивности слабеньких дождиков Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4, но завышают количество насыщенных ливней и, напротив, при довольно четком измерении насыщенных осадков, выходит недооценка слабеньких дождиков. [11,12]

Таблица 3 - Корреляционные связи интенсивности осадков с множителем отражаемости Z (мм6/м3).


Тип осадков

Корреляционная связь

Создатель

Обложные дождики

Z Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 = 200I1,6

Маршал и Пальмер

Z = 31I1,71

Бланчард (1953)

Z = 296I1,47

Маршал и Пальмер

Ливневые дождики

Z = 400I1,1

Атлас и Чмела

Z = 358I1,36

Джонс (1956)

Z = 400I1,4

Лоус и Парсонс (1943)

Z = 300I1,5

Джос, Вальфогел (1978)

Z = 209I1,69

Мучник и др Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4. (1961)

Z = 300I1,42

Цикунов (1974)

Грозовые дождики

Z = 219I1,41

Сиварамакришн (1961)

Z = 486I1,37

Джонс (1956)

Z = 290I1,41

Бланчард (1953)

Град смоченный

Z3,3 = 3,5104I0,88

Дуглас и Хичфельд

Z10 = 6,2104I1,37


Радиолокационное измерение осадков обычно осуществляется в приземном слое 1 км слое атмосферы. Но Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 в горных районах, где высота подстилающей поверхности может быть существенно выше этого слоя, такие измерения осадков становятся не применимыми, потому что осадки над горами и ущельями не измеряются.

Это исключает возможность удачного Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 решения задачки оповещения о паводках в горных районах. Не считая того, используемые способы не предугадывают измерение смешанных осадков (дождик с градом), при которых в большинстве случаев отмечаются паводки [13].

Для устранения этих недочетов нами предлагается улучшенный Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 радиолокационный способ измерения осадков в горных районах, который предугадывает:

Для измерения интенсивности осадков во всем спектре их интенсивностей получено Z – I Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 соотношение, которое приемлемо для дождиков всех типов (ливневых, обложных, моросящих).

Для этого выстроено семейство кривых (см. набросок 16) для всех Z – I соотношений, приведенных в таблице 3.

Усредняя это семейство кривых, построена функция, довольно удовлетворительно Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 описывающая зависимость I (мм/час) от Z (dBZ) во всем спектре интенсивности дождиков:


. (2)


Из рисунка 16 следует, что разброс значений I(Z) относительно усредняющей кривой в области слабеньких осадков не превосходит 50 %, а в области умеренных Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 и сильных осадков не превосходит 20 – 30 %.

Для измерения интенсивности градовых осадков получена подобная формула:


. (3)


В случае смешанных осадков (дождик с градом) толики градовых и дождевых осадков могут разнообразить в широких Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 границах.

Вклад градовых осадков возрастает с повышением радиолокационной отражаемости. При Z10 < 45 dBZ возможность градовых осадков ничтожно мала, в области 45 < Z 65 dBZ основной вклад заносят градовые осадки.

Воспользовавшись этим, общую интенсивность смешанных осадков можно высчитать по Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 методу [14,15]:

. (4)

где эмпирический коэффициент k = 0,04Z10 – 1,7.


Набросок 16 - Семейство кривых Z – I соотношений, приведенных в табл. 3.1 и усредняющий их экспоненциальный тренд (жирная линия).


Зависимости (4) более универсальны во всем спектре интенсивности осадков, чем Z Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 – I соотношения, приведенные в таблице 3.

Количество осадков за весь период осадков (слой осадков) на каждой простой площадке площади обзора рассчитывается методом суммирования во времени:


, (5)


где Ii – интенсивность осадков в Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 i-ый просвет времени Δt; N – число радиолокационных циклов обзора места.

Этот метод измерения осадков реализован в программном обеспечении автоматической радиолокационной системы АСУ «Антиград».

С целью оценки точности радиолокационных измерений осадков в горных Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 районах, также оценки надежности предлагаемой системы оповещения в 2003 – 2010 гг. проведены экспериментальные исследования. Радиолокационные измерения осадков проводились на автоматическом радиолокаторе МРЛ-5 Кызбурунского научно-исследовательского полигона ВГИ. Наземные измерения осадков проводились при помощи плювиографов Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4, размещенных в равнинных и горных районах на различном удалении от радиолокатора (от 12 до 70 км). Для пространственно-временного совмещения данных была осуществлена спутниковая привязка координат радиолокационных и наземных пт измерений.

Анализ экспериментальных Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 данных показал, что предложенный способ измерения осадков в горных районах дает более четкий итог, чем классические способы, не учитывающие рельефа местности, также наличие в ливневых осадках градовой составляющие. Сопоставление с данными сети плювиографов Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 показало, что среднеквадратичная погрешность измерения количества осадков составляет около 38 % (см. набросок 17). Коэффициент корреляция меж данными радиолокационных и наземных измерений составляет 0,92.

На базе этих результатов разработан и апробирован радиолокационный способ оповещения о паводках и Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 селях ливневого происхождения с заблаговременностью несколько часов. Способ основан на радиолокационном измерении осадков, выпавших в водосборе паводкового и селевого русла, в текущий и прошлые деньки, также оценке ожидаемого количества осадков из надвигающейся облачности Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4.

Сотворен действующий эталон радиолокационной системы оповещения, состоящий из радиолокатора МРЛ-5, автоматической системы обработки радиолокационной инфы АСУ «Антиград», которая может обеспечить оповещение о паводках и селях ливневого генезиса на широких территориях (в Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 радиусе около 100 км).




Набросок 17 - Количество осадков по радиолокационным (QP) и наземным плювиографическим (QПЛ) измерениям.


Данные наблюдений проявили довольно высшую надежность диагноза паводковой ситуации по данным радиолокационных наблюдений и, как следует Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4, возможность преждевременного оповещения о ливневых паводках, еще на стадии выпадения осадков и начала формирования их стока в паводковые русла.

На рисунке 18 представлена карта количества осадков в районе насыщенного паводка (в поселке Звездный Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4, расположенном западнее г. Нальчик). Слой осадков выпавших с 1859 до 2243 19.08.2005 г. в водосборе, окутанного паводком обычно полусухого русла речки Шалушка, превысил 40 мм. Из рисунка 18 следует, что даже без учета осадков в прошлые деньки и Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 ожидаемого количества осадков, можно уверенно гласить о паводковой угрозы.

Аспектом паводковой угрозы с большой вероятностью может служить слой выпавших осадков более 30 – 40 мм, хотя это находится в зависимости от площади водосбора, крутизны и степени увлажненности Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 склонов. Наличие таких осадков в селевых очагах может провоцировать формирование селей.

На рисунке 19 показана встроенная картина ливневых паводков за 2 денька:

По аналогии можно получить интегрированную Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 карту ливневых паводков за сезон.

Как видно из рисунков 18 и 19 предлагаемый способ обеспечивает довольно точную локализацию территорий, охватываемых паводками в радиусе 100 - 120 км от пт наблюдений.

К примеру, найден суровый паводок, отмечавшийся 10 июля в Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 районе г. Зеленокумска, размещенного на расстоянии около 100 км от пт наблюдений, где слой осадков достигнул 160 мм, также более слабенькие паводки, отмечавшиеся в Ставропольском крае (в городке Мин-Воды 18 июля 2003 г Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4. и в городках Мин-Воды и Георгиевск 19 июля 2003 г.).

При всем этом способ позволяет удачно найти не только лишь разрушительные паводки, да и относительно не небезопасные (к примеру, каждый предсказанный по Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 радиолокационным данным случай маленьких паводков в г. Нальчик, приводящий к обильному стоку ливневой воды по улицам городка и переполнявший ливневую сточную канаву, подтверждался в реальном масштабе времени - еще в процессе наблюдений (по телефону Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4).



Набросок 18 - Карта слоя осадков, выпавших 19.08.2005 г. с 1859 до 2243 в водосборе р. Шалушка, где наблюдался насыщенный паводок (район паводка выделен кольцом).


Необходимо подчеркнуть, что при наличии градовых осадков они дают больший вклад в Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 суммарную количество осадков. Чем сильнее градовый процесс, тем больше вклад града в суммарное количество осадков. Потому массивные градовые процессы на Северном Кавказе фактически всегда приводят к паводкам 1-го либо 2-го типа. Ливневые Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 осадки без града также приводят к паводкам, но при большей продолжительности осадков.




Набросок 19 - Карта ливневых паводков, наблюдавшихся 21 июня и 19.08.2005 г.

Почти всегда кучево-дождевая облачность с градом содержит несколько конвективных ячеек. Потому Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 при многоячейковых процессах могут образоваться паводки повдоль траектории движения каждой сильной ячейки. К примеру, такие паводки 6.07.2003 г. сформировались, как показано на рисунке 20, севернее и северо-восточнее г. Тырныауз (бассейны реки Малка и Баксан), в Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 бассейне реки Чегем, а в особенности сильный паводок сформировался восточнее села Лескен в бассейне реки Урух, где слой осадков достигнул более 40 мм.




Набросок 20 - Карта количества осадков на местности Кабардино-Балкарии Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 6.07.2003 г. Красноватый цвет указывает районы большего количества осадков, где сформировались паводки.


В заключение необходимо подчеркнуть необходимость предстоящей экспериментальной проверки способа с выделением более паводкоопасных очагов и черт бассейнов их водосбора, также развитием Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № - страница 4 методов доставки инфы до возможных потребителей.



otchet-ob-eksperimentalnom-doklinicheskom-izuchenii-bezopasnosti-lekarstvennoj-formi-preparata-gerpezal-maz-dlya-mestnogo-i-naruzhnogo-primeneniya-1-proizvodstva-zao-intelfarm-stranica-9.html
otchet-ob-ispolnenii-gorodskoj-celevoj-programmi-kompleksnie-meropriyatiya-po-profilaktike-pravonarushenij-v-g-nyagani-na-2008-2010-godi-za-2008-god.html
otchet-ob-ispolnenii-plana-meropriyatij-po-provedeniyu-goda-ravnih-vozmozhnostej-za-2011-god-na-territorii-goroda-gubkinskogo.html