Введение 2
1 Методы получения метеорологической информации 3
1.1 Контактные методы зондирования атмосферы 3
1.1.1 Шаропилотное и радиопилотное зондирование 6
1.1.2 Радиозондирование атмосферы 8
1.1.3 Зондирование атмосферы с помощью аэростатов 9
1.1.4 Самолетное зондирование 11
1.1.5 Зондирование атмосферы с помощью метеорологических ракет
1.2 Дистанционные методы зондирования атмосферы 15
1.2.1 Зондирование атмосферы с помощью метеорологических радиолокационных станций
1.2.2 Зондирование атмосферы с помощью космических систем 18
1.2.3 Лазерное зондирование атмосферы 20
2 Формирование архива данных для проведения замкнутых 22
численных экспериментов
2.1 Этап формирование архива №1. Получение данных и 22
перевод данных из текстового формата в числовой
2.2 Этап формирование архива №2. Расчет параметров ветра и 25
приведение вертикального профиля к единой сетке по высоте
3 Методы исследования влияния погрешностей на точность косвенных методов метеорологических измерений
3.1 Метод Монте-Карло 31
4 Исследование методом Монте-Карло влияния случайных погрешностей в пеленгационных данных на точность аэрологического зондирования атмосферы
4.1 Технические характеристики аэрологических РЛС 39
4.2 Описание архива данных, использованного для проведения численных экспериментов
4.3 Идентификация наличия «перехода через ноль» и 43
построение скорректированного графика
4.4 Исследование влияния случайных погрешностей 47
пеленгации на точность ветрового зондирования атмосферы
5 Заключение 54
6 Список использованных источников 56
Для точности прогнозирования нам необходимо знать, как изменяются метеорологические величины и для этого мы используем зондирование. В наше время самым надёжным методом зондирования является радиолокационный. С помощью радиолокационных станций мы можем наблюдать за перемещением, развитием метеорологических объектов, таких как конвективные облака, туманы, песочные бури. Можем узнать, где и когда начнётся град или гроза. Но даже несмотря на такие возможности у локационных станций есть погрешности, которые так или иначе искажают полученные данные. Сделать идеальный локатор практически невозможно именно поэтому я решила рассмотреть, как же влияют технические характеристики локаторов на точность аэрологического зондирования атмосферы.
Целью данной выпускной квалификационной работы является оценка влияния погрешностей на точность метеорологических радиолокационных станций на показания радиозонда, а также выборка более точной метеорологической радиолокационной станции методом Монте-Карло. В цели входят следующие задачи:
• ознакомления с различными методами зондирования атмосферы;
• формирования архива метеорологических данных;
• ознакомления с методом Монте-Карло;
• сравнения и анализ полученных данных радиолокационных
станции.
В процессе исследования были изучены систематические погрешности трёх современных радиолокационных станций: АМК, МАРЛ и Вектор.
Результаты данной выпускной квалификационной работы включают в себя следующие этапы:
• теоретическая часть для более подробного ознакомления с различными методами зондирования атмосферы.
• формирование и анализирование архива радиолокационных данных, полученных с помощью радиозонда.
• теоретическая часть для ознакомления с методом Монте-Карло, который использовался в данной работе.
• анализ систематических погрешностей радиолокационных станций и их влияние на показание ветровых характеристик с помощью метода Монте-Карло.
• выявление радиолокационной станции, показания которой более точные и сравнение показаний радиозондирования между собой.
Проведенное исследование показало, что более точные результаты получен с помощью радиолокационной станции АВК, второй по точности является станция МАРЛ и наконец самые не точные данные сняты со станции Вектор.
Анализ влияния погрешностей пеленгационных данных показал, что именно погрешности в измерении угловых координат в основном определяют погрешности восстановления вертикальных профилей скорости и направления ветра. По этой причине в случае модернизации уже существующих или при создании новых аэрологических РЛС повышению точности измерения угловых координат необходимо уделить первостепенное значение.
Так же следует отметить, что использованный в данной работе подход к оценке влияния погрешностей косвенных измерений на точность восстановления метеорологических параметров носит универсальный характер и может быть использован при проведении аналогичных исследований.
