Курсовая теория на тему Сравнение различных способов измерения метеорологической дальности видимости

Содержание:

Введение. 6

Глава 1. Методы и средства измерения метеорологической
дальности видимости  7

1.1
Метеорологическая дальность видимости как метеорологическая величина  7

1.2 Основа и методы измерения. 11

Глава 2. Сравнительные характеристики приборов фотометров
импульсных. 17

2.1 Сравнительная характеристика принцип работы.. 17

2.2 Сравнительные конструкции фотометров импульсных. 21

Заключение. 33

Список литературы.. 34

Введение:

Метеорологическая
дальность видимости. В дневное и ночное время — наибольшее расстояние, с
которого можно различить (обнаружить) темный объект довольно большого углового
объема (более 15 угловых минут) на фоне неба у горизонта (или на фоне невесомой
дымки). Ночью — расстояние, на котором такой объект мог бы быть обнаружен, если
бы это было не ночь, а день, учитывая имеющуюся воздушную прозрачность. МФЛ
доступен инструментально (см. измеритель видимости, нефелометрический прибор)
или визуально от заранее выбранных объектов.

Диапазон
метеорологической видимости оценивается в точках или в км (до 0,1 км).

По
специальным метеорологическим критериям, способствующим накоплению окислителей
в атмосферном воздухе, можно создать фотохимическую сумку, сопровождающуюся
снижением прозрачности (уменьшением дальности видимости), высвобождением в свет
раздражающих ароматов, раздражением слизистых оболочек глаза, носа, горла,
увядающей растительностью и др. С целью обнаружения токсичных препаратов в виде
газов, паров, аэрозолей и пыли проводятся гигиенические исследования
загрязнения атмосферы. Как правило, воздух загрязнен токсичными препаратами в
очень сложном сочетании, что в некоторых случаях затрудняет анализ.

Целью
данной курсовой работой является сравнительный анализ методов и средств
измерителей дальности видимости.

Из
задач следует выделить следующее:

—
Общие принципы и сведения процесса метеорологического измерения дальности
видимости.

—
Провести сравнительную характеристику способов и средств метеорологической
дальности видимости.

Заключение:

Таким
образом, мы выделили основные приборы и методы измерения метеорологической
дальности видимости от них, далее упоминается о преимуществах ФИ-2:
Особенностью оптической схемы ФИ-2 по сравнению с ФМ-1 является то, что оба
основных блока (короткий и двойной) пространственно выровнены благодаря
размещению вспомогательного фотоприемника в блоке рефлектора. Эта система не
только обеспечивает конвергенцию результатов измерений ЦОР при переключении
измерительных каналов, но и гарантирует расширенный спектр измерений ЦОР. Для
контроля конвергенции не требуется высокая атмосферная прозрачность.

В ФИ-2 конвергенция показаний ЦОР контролируется простым
переключением измерительных каналов. Проверить сходимость показаний МДП можно,
заблокировав струю нейтральным фильтром. На двойной базовой части фильтр
функционирует дважды — при прохождении света к отражателю и обратно к первому
фотоприемнику, размещенному в блоке излучателя. На короткой базовой части,
однако, фильтр функционирует только тогда, когда свет проходит в одном
направлении — ко второму фотоприемнику, размещенному в блоке рефлектора.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Методы и средства измерения метеорологической
дальности видимости

1.1 Метеорологическая
дальность видимости как метеорологическая величина

Иллюзия, наряду с высотой облаков, считается важной
составляющей, благодаря которой проясняются минимальные погодные условия, позволяющие
совершать подъем и посадку, ориентацию экипажа в полете и выполнение
специальных аэронавигационных задач. Если иллюзия во время полета хорошая,
пилот просто идентифицируется в воздухе, видит все препятствия, поэтому нет
угрозы возникновения конфликта с ними. Если видимость плохая, полет становится
сложнее — пилот должен летать на планере только по органам управления.

Атмосферная иллюзия — это сложное психофизическое
явление, вызванное, прежде всего, ослаблением легкой струи частицами воздуха, а
также водянистыми и твердыми частицами, взвешенными в атмосфере.

Атмосферное ослабление световой струи характеризуется
фактором падения.

Атмосферная иллюзия определяется не только
коэффициентом падения, но и возможностями личного восприятия и интерпретации, а
также характеристиками источника света.

Четыре соответствующих фотометрических параметра были
определены и рекомендованы Международной комиссией по свету (МКО) и
Международной электротехнической комиссией (МЭК):

а) световой поток (р) — размер, определяемый струей
излучения путем оценки этого излучения в соответствии с его воздействием на
обычного фотометрического наблюдателя, как это определено Международной
комиссией по освещению (МКО);

b) сила света

i) — световой поток на единицу телесного угла;

c)
яркость (фотометрическая яркость) x) представляет собой мощность света на
единицу площади освещаемой плоскости в заданном направлении

d)
яркость (E) — это световой поток на единицу площади;

Понятие
"видимость" широко используется в метеорологии в 2 абсолютно
конкретных значениях. Для начала это одна из метеорологических переменных,
характеризующих невесомые массы (арктические, полярные, тропические), которая
используется в синоптической метеорологии и климатологии. В этом случае иллюзия
рассматривается как индикатор оптического состояния атмосферы. Во-вторых, это
оперативный параметр, соответствующий конкретным аспектам или конкретным
применениям. В этом случае иллюзия имеет форму расстояния, на котором видны
определенные отметки или свет.

Мера
видимости, используемая в метеорологии, включая аэронавигационное
метеорологическое обеспечение, должна быть свободна от влияния не
метеорологических критериев и связана с личными представлениями о видимости и
расстоянием, на котором обычные объекты имеют все шансы быть замеченными и
распознанными.

Существуют
соответствующие свойства, которые определяют дальность видимости: [4]

Метеорологический
диапазон видимости (MMR), Метеорологический оптический диапазон (MOD), Диапазон
видимости ВПП.

Термин "Диапазон видимости взлетно-посадочной

Содержание:

Введение. 2

1. Общие
сведения и условия наблюдения за видимостью.. 3

2. Методы
определения характеристик видимости. 8

3.
Метеорологическая и полетная видимость. 16

Заключение. 20

Список
литературы.. 23

Введение:

Актуальность
темы. Одной из причин экономических потерь и аварийности во
многих сферах человеческой деятельности влияние сложных условий внешней среды. Одним
из слагаемых, определяющих степень сложности метеорологических условий для авиации
является дальность видимости. Как показывает статистика, наибольшее число авиационных
происшествий и предпосылок к ним связано именно с ограниченной видимостью.

Несмотря на значительное
количество работ по вопросам анализа и прогноза дальности видимости [3-5, 7-9,
15, 16, 20], проблема качественного обеспечения потребителя прогностической информацией
о ней в условиях ограничения исходных данных остается до конца не решенной. Оценка
видимости в атмосфере и прогноз этой величины представляет одну из самых сложных
проблем в метеорологии.

При значительном
сокращении объемов метеорологических данных, поступающих в прогностические
учреждения, возникает потребность в разработке методов прогноза дальности
видимости при различных уровнях обеспеченности исходной информацией.

Объект
исследования – метеорологическая дальность видимости.

Предмет
исследования – способы измерения метеорологической
дальности видимости.

Цель
курсовой работы – изучить различные способы измерения
метеорологической дальности видимости.

Для достижения
поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить общие сведения
и условия наблюдения за видимостью.

2. Рассмотреть методы
определения характеристик видимости.

3. Определить метеорологическую
и полетную видимость

Структура
работы. Квалификационная работа состоит из введения, трех
глав, заключения и списка литературы.

Заключение:

Видимость наряду с
высотой облаков является тем важнейшим элементом, по которому устанавливается
минимум метеоусловий, позволяющих производить взлет и посадку, ориентировку
экипажа в полете и выполнение специальных работ авиаций. Если видимость во
время полета хорошая, летчик легко ориентируется в воздухе, видит все
препятствия, поэтому нет опасности столкновения с ними. Полет при плохой
видимости значительно усложняется, так как летчик вынужден пилотировать самолет
только по приборам.

Видимость в атмосфере представляет собой сложное психофизическое явление,
обусловленное, главным образом, ослаблением светового потока частицами воздуха,
а также жидкими и твердыми частицами, находящимися в атмосфере во взвешенном
состоянии.

Ослабление светового потока в атмосфере характеризуется коэффициентом
ослабления.

Видимость в атмосфере определяется не только коэффициентом ослабления, но
также индивидуальной способностью восприятия и интерпретации, характеристиками
источника света.

Понятие «видимость» широко применяется в метеорологии в двух совершенно
определенных значениях. Во-первых, это одна из метеовеличин, характеризующая
воздушные массы (арктическую, полярную, тропическую) и используемая в
синоптической метеорологии и климатологии. В этом случае видимость является
показателем оптического состояния атмосферы. Во-вторых, это оперативный
параметр, соответствующий определенным критериям или специальным применениям. В
этом случае видимость выражается в виде расстояния, на котором видны конкретные
маркеры или огни.

Мера видимости, используемая в метеорологии, в том числе и при
метеорологическом обеспечении авиации, должна быть свободна от влияния не
метеорологических условий и связана с субъективными представлениями о видимости
и расстоянием, на котором обычные объекты могут наблюдаться и распознаваться.

Из анализа данных
практического использования в авиации, а также результатов экспериментальных и
теоретических исследований, сделан вывод о том, что вопросы анализа и прогноза
характеристик видимости является одним из наиболее важных.

Существует несколько
численных методов прогноза дальности видимости, что используют в качестве
входных параметров значения влажности атмосферы, температуры воздуха, точки
росы, скорости ветра и других метеорологических параметров. В работе проводится
сравнение нескольких численных методов прогноза тумана, из которых хочется
отметить следующие два.

1. Метод SW99,
разработанный сотрудниками Национального центра атмосферных исследований (NCAR)
США, является исследовательским элементом пост-процессинга глобального прогноза
погоды. Он основан на принципе, что яркость объекта достигает положения
наблюдателя, представляет собой сумму собственной яркости объекта, ослабленной
по закону Бугера — Ламберта — Бера при прохождении через поглощающую среду,
которой в данном случае является гидрометеоры (капельки воды, снежинки и
кристаллики льда), и яркости слоя среды между объектом и точкой наблюдения. В
качестве показателя ослабление β используется сумма степенных функций массовых концентраций
гидрометеоров: водных частиц (Ccw, г / м³), дождевых капель (Crw, г / м³),
кристаллов льда (Cci, г / м³) и снега (Csn, г / м³), пороговое значение яркости
контрастирует и принимается равным 0,05.

2. «Дискриминантный
метод», разработанный сотрудниками МГУ им. М.В. Ломоносова и Гидрометцентра
России на основе анализа данных о туманах с 12 метеорологических станций сети
Московской области за 2000-2013. Метод расчета дальности видимости основан на
использовании дискриминантной функции двух аргументов: относительной влажности
RH и скорости ветра 10 W. Функция стремится к нулю при значении влажности, превышает
97,5%, и при скорости ветра от 0 до 3,5 м / с.

Для прогноза видимости в
дымке разработаны только критерии, по которым определяют примерные
характеристики видимости.

Для северных районов
России на основе аэросиноптических и метеорологических условий при ухудшении
видимости в сильном ливневого дождя до 2000 м и менее за период с 1978 г. по
1984 г. были получены уравнения регрессии для прогноза видимости на холодных
фронтах.

В 1985-1988 гг. было
проведено оперативное испытание данных прогностических рекомендаций. Оценка
прогностического значения видимости в Ливневый снег осуществлялась в
соответствии с критериями НМО ГА-82.

Фрагмент текста работы:

1. Общие сведения и
условия наблюдения за видимостью

Проблеме видимости
объектов в атмосфере посвященное значительное число работ [1, 4-9, 12, 18, 19,
21,].

Видимость — это
максимальное расстояние, с которого можно увидеть и распознать неосвещенные
объекты днем ​​и световые ориентиры ночью. Видимость зависит от размера и формы
предмета, освещенности, цвета и яркости фона и предмета, а также от
прозрачности атмосферы [2].

Метеорологическая
дальность видимости (S м) это прозрачность атмосферы через расстояние, на
котором перестает быть видимое абсолютно черное тело с угловыми размерами
больше 20‘, которое проецируется на фон неба у горизонта.

При инструментальных
наблюдениях за видимость принимается метеорологическая оптическая дальность
видимости (MOR). MOR (meteorological optical range) — длина пути светового
потока в атмосфере, на котором он ослабевает до 0,05 его первоначального
значения [2].

Видимость на ВПП
(дальность видимости на взлетно-посадочной полосе) — максимальное расстояние, в
пределах которой летчик, который находится на ВПП, может видеть маркировку ее
покрытия или огне, ограничивающие ВПП или которые определяют ее ось.

Видимость с авиационной
целью — это значение, которое является большим из значений:

а) максимального
расстояния, на котором черный объект приемлемых размеров, расположен вблизи
земли, можно увидеть и распознать при его наблюдении на светлом фоне;

б) максимального
расстояния, на которой световой ориентир силой света примерно 1000 кд можно
увидеть и распознать на неосвещенном фоне.

Эти два расстояния имеют
разные значения в воздухе с заданным коэффициентом затухания:

а) это метеорологическая
оптическая дальность видимости (meteorological opticalrange — MOR);