Реферат: Развитие гроз в конвективных облаках - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Развитие гроз в конвективных облаках

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 676 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Развитие гроз в кон вективных облаках д.ф-м.н ., проф. Аджиев А.Х ., Калов Р.Х., Сижажев С.М., Бжекшиев С.Л. Высокогорный геофизический инстит ут 360050, Проспект Ленин а 2, Нальчик , КБР , Россия, Изучение грозо-разрядных явлений в облаках интенсивно проводится в течение длительного времени , что обусловлено научным и прикл адным значением проблемы . К настоящему времени на коплен большой объем данных об электрических явлениях в облаках , в частности , о про цессах , обуславливающих начало , интенсивность и продолжительность гроз [1, 4, 6]. Однако удовлетворительно го соответствия м е жду экспериментальн ыми и теоретическими результатами не достигну то , особенно для процессов разделения электри ческих зарядов и разрядных явлений . Это , п о-видимому , обусловлено отсутствием надежных экспе риментальных данных комплексных исследований раз рядных явлений в облаках . В наибольшей степени современным требован иям в исследовании грозового электричества об лаков удовлетворяют данные , получаемые методами активной и пассивной радиолокации грозовых очагов в СВ - и УКВ-диапазонах радиоволн в сочетании с обычн ыми наблюдениями з а облаками с помощью метеорадиолокаторов (МРЛ ). Приоритет в разработке этих методов при надлежит отечественным исследователям [5, 6, 9]. Созданный в Высокогорном геофизическом институте комплек с активно-пассивной радиолокации грозовых и г р озоопасных очагов [2,3], включает в с ебя метеорологический радиолокатор МРЛ -2П , шта тные радиолокационные станции (РЛС ) П -12, П -15, приемные устройства в спектре частот от д есятка килогерц до сотен мегагерц , грозопелен гатор-дальномер АГПД -2, электростатиче с кий флюксиметр , электрическая и магнитная антенн ы со своими усилительными устройствами , устро йства селекции и измерения параметров (УСИП ) эхо сигналов . Указанный комплекс позволяет вести непрер ывные наблюдения за грозой в радиусе до 200 км , подробно просл еживать структуру гр озовых очагов , их трансформацию , определять ин тенсивность грозового процесса в целом по всему очагу и в отдельных его частях. Комплекс позволяет производить синхронные измерения следующих параметров : - временн ой ход радиолокационной отр ажаемости мете ообразований на длине волны 3.2 см ; - скорость изменения и временной ход верхней границы зоны отражения , высот облас тей максимальной и повышенной радиолокационных отражаемостей ; - характер , направление и скорость переме щения облака ; - время п рихода каждого импульса радиоизлучения от исследуемого облака ; - длительность (продолжительность ) различных стадий грозовой деятельности облака ; - время возникновения первого молниевого разряда в облаке ; - частоту появления разрядных явлений ра зличных масш табов в облаке ; - число импульсов и пакетов импульсов радиоизлучения на различных частотах ; - амплитудно-частотные характеристики радиоизлуч ения облака ; - изменение длительности существования отраж енных радиолокационных сигналов от ионизированны х каналов ( молний ) в облаке ; - напряженности электрического поля , обуслов ленного грозовыми разрядами. Измерени я параметров грозовой активности выполнялись в спектре частот от 10 килогерц до сотен мегагерц . Регистрация и хранение информации проводились с помощью цифро печатающего устройства с дальнейшей обработкой на ЭВМ. Выполняемые нами исследования показали , ч то на определенной стадии развития конвективн ого облака , когда его верхняя граница дост игает уровня естественной кристаллизации капель воды , в нем спонтанно воз никает п редгрозовое электромагнитное радиоизлучение (ЭМИ ). По нашему мнению , ЭМИ на этой стадии в озникает в результате развития лавинных и лавинно-стримерных процессов между зонами элект рических неоднородностей . Исследования момента пе рехода из предгрозов о й стадии в стадию грозовой активности в зависимости о т его термодинамики показывают , что наиболее информативным параметром является отношение переохлажденной части облака к его теплой части : , (1) где Н b - в ысота верхней границы облака , Н о - высота нулевой изотермы , Н k - высота уровня конденсации. Так , например , если это отношение меньше 1.2, и ма ксимальная отражаемость ( ) облака на длине волны 3.2 см не п ревышает 4 10 -8 см -1 , то с вероятно стью 80 % в конвективном облаке отсутствуют элек трические разр яды , способные создать конц ентрацию свободных электронов и ионов с э ффективной отражающей поверхностью , достаточной д ля получения отраженного сигнала на входе приемника РЛС дециметрового диапазона , чувствит ельность которого 2.8 10 -14 Вт при максимуме отра жаемости на длине волны 3.2 см 4 10 -8 см -1 и более. В 85 % случаев переход конвективного облака из предгрозовой стадии в стадию грозовой активности происходит если отношение толщины переохлажденной части к толщине теплой ч асти составляет 1.2 ... 1.5. При К > 1.5 и 4 10 -8 см -1 в облаках , как правило происходят интенсивные молниевые разряды. В начальной стадии развития грозовых явлений , когда размеры и плотность объ емных зарядов в неоднородной электрической ст руктуре облака очень малы , внутриоблачные раз ряды между ними носят мелкомасштабный характе р . Длительность пакета импульсов радиоизлучения в этой стадии составляет 10-15 мс с характерной частотой следования 3-4 импульса в минуту . По мере развития конвективного облака происходит постепенный рост плотности объемных зарядов и усиление грозовой акт ивности . В частности , увеличивается интенсивность и длительность радиоизлучения , пр о исходит постепенный переход конвективного облака в грозовое состояние . Исследованиями 1984-1995 гг . установлено , что продолжительность предгр озового состояния по времени может достигать 16 мин ., со средним значением 8 минут . В 75 % случаев продолжительнос т ь предгрозового состояния облака находится в интервале о т 3 до 10 минут . Если за 14-16 минут облако не перешло в грозовое состояние , то оно , как правило , распадается. По мере дальнейшего развития конвективног о облака при достижении верхней границы р адиоэха температурного уровня -18 ... - 35 о С и радиолокационной отражаемости на длине волны 3.2 см значения 6 10 -8 см -1 происходит переход облака из предгрозового состояния в состоя ние грозовой активности , т.е . появляются молние вые разряды , фиксируемые с помощь ю рад иолокационных станций и в ряде случаев ви зуально. На рис . 1 представлены результаты синхронны х исследований радиолокационных и электрических параметров конвективных облаков в процессе их развития , построенные по измерениям бо лее 200 развивающихся конв ективных облаков. Как правило , продолжительность грозовой а ктивности конвективных облаков различна как в течение одного дня , так и в разные дни . Поэтому , чтобы сравнить характер измене ния радиолокационных и электрических параметров в одинаковые периоды раз вития облака , по оси абсцисс отложено время изменения характеристик грозовой деятельности облака в относительных единицах . Как показывают данны е , приведенные на рис .1, с развитием облака , в частности с изменением высоты верхней границы радиоэха Н b и отража емости 3.2. происходит рост его грозовой активности : числа импульсов ЭМИ N u и числа грозовы х разрядов N p в единицу времени . Пр и этом радиолокаци онные параметры растут быстрее и достигают своего максимума за 15-20 мин . до момента вр емени , когда грозовая активность достигает на ибольшей величины . Следовательно , грозо-разрядная д еятельность является следствием развития облака , в час т ности , увеличения среднего размера частиц , водности и ледности облак а . Рис . 1 Изменение грозов ой активности конвективных облаков с их р азвитием. В период дисси пации облака , вследствие выпадения осадков и п оявления нисходящих потоков как пра вило образуется несколько конвективных ячеек . В этот период наряду с разрядами в эт их ячейках появляются молниевые разряды между ними . В результате этого и поддерживается достаточная грозовая активность конвективного обл а ка. В дальнейшем , с продолжением выпадения осадков , ячейки постепенно распадаются и пр оисходит постепенное уменьшение их грозовой а ктивности. При благоприятных метеорологических условиях нисходящие потоки в приземном слое созда ют холодный мезофронт , которы й выталкивае т вверх более теплый воздух . Это способств ует образованию и росту новой конвективной ячейки по мере разрушения ?старых¦ грозовых ячеек . Развитие новой ячейки и достижение высоты верхней границы растущей ячейкой уровня естественной кристаллизац и и ка пель воды приводит к появлению предгрозового радиоизлучения . Продолжительность предгрозового радиоизлучения у новой развивающейся ячейки з начительно короче , чем у первоначального конв ективного облака и длится примерно 3-5 мин . С ростом ?новой¦ ячейки п роисходит постепенное увеличение интенсивности и длитель ности радиоизлучения и происходит переход ?но вой¦ конвективной ячейки в активное грозовое состояние , появляются молниевые разряды . С началом выпадения осадков в этой ячейке зарождаются новые конвекти в ные яче йки , т.е . происходит повторное развитие грозово го процесса как в первоначальной ячейке . Т аким образом , грозовая активность конвективных облаков носит циклический характер . Количество циклов в данном облаке , продолжительность отдельного цикла и длит е льность предгрозового состояния зависят от метеоуслови й и орографии района развития конвективного облака . Анализы экспериментальных данных пок азывают , что число отдельных циклов грозовой деятельности ячейки составляет 2...5. Продолжительнос ть грозовой акт и вности отдельных циклов различная , от нескольких минут до ч аса , при среднем значении 25 мин. Нами также проводились исследования измен ения параметров отдельных молниевых разрядов с развитием конвективного облака . Эти исследо вания показывают , что в процессе роста облака происходит изменение амплитуды сигнала , отраженного от ионизированного канала молни евого разряда и времени его существования , а также времени , в течение которого ион изированный канал после молниевого разряда яв ляется идеальной отражающей пов е рхнос тью для электромагнитной волны РЛС дециметров ого диапазона длин волн . Последнее характериз ует мощность молниевого разряда и количество обратных ударов в нем [5]. Рис . 2. Изменения характ еристик молниевого разряда с развитием конвективных облаков. На рис .2 приведены результаты исследования характера изменения параметров молниевых раз рядов . Как показывают данные , приведенные на этом рисунке , по мере развития облака , с ростом верхней границы радиоэха , ради олокационной отражаемости и грозовой активности происходит рост среднего времени существован ия отраженного сигнала от ионизированного кан ала молниевого разряда. В начале грозового процесса длительности существования отраженных сигналов от ионизир ованного к анала молниевого разряда состав ляют 0.1 ... 0.3 сек . В процессе развития облака пр оисходит рост его грозовой активности и в зрелой стадии появляются грозовые разряды с большей амплитудой и длительностью сущес твования отраженного сигнала (0.4 ... 0.6 сек .), чем в начале развития . В это время от отдельных разрядов появляются отраженные сигна лы со временем существования до 0.8 сек. С развитием об лака происходит увеличение не только среднего времени существования отраженного сигнала от ионизированного канала м олниевого разряд а , но и интенсивности разрядов . Число гроз овых разрядов в единицу времени , достигнув максимума в середине развития грозового пр оцесса , постепенно уменьшается . А среднее врем я существования отраженного сигнала от канала молниевого разряда п о степенно ув еличивается и достигает своего максимума в стадии диссипации облака . Время существования отраженного сигнала от ионизированного канал а после молниевого разряда является функцией мощности или числа разрядов , проходящих п о одному и тому же каналу. В том и другом случаях увеличивается количество электричества , нейтрализуемого при молниевом ра зряде , т.е . увеличиваются масштабы разрядных пр омежутков по мере развития электрических явле ний в конвективном облаке . Поэтому конвективн ые облака в стадии дис с ипации более опасны для летательных аппаратов , чем в зрелой стадии , хотя вход в них летательных аппаратов более вероятен из-за ма лой величины радиолокационной отражаемости этих грозовых ячеек. Высокая чувствительность приемного тракта и относительно узкая диаграмма направлен ности антенны , используемой РЛС дециметрового диапазона в пассивном режиме , позволяет иссле довать характер изменения параметров импульсов ЭМИ в промежутке между молниевыми разрядам и. Радиоизлуч ение облака между молниевыми разрядами по дл ительности сигналов можно разделить на 2 группы : а ) излучение с длительностью импульсов 20-150 мкс ; б ) излучение с длительностью импульсов свыше 150 мкс. Первый тип излучения является характерным для вну триоблачных разрядов . Этот тип излучения набл юдается с момента возникновения грозового очага до его диссипации . Второй тип изл учения , по нашему мнению , связан с разряда ми между облаками и разрядами типа облако- земля. На рис . 3 приведены вероятности появления разрядов с данной длительностью радиоизлучения об лака в промежутках между молниевым и разрядами . Точками на графике отмечено с реднее время появления импульсов радиоизлучения заданной длительности относительно времени м ежду молниевыми разрядами . График построен на основе анализа более 2000 межразрядных им п ульсов радиоизлучения. Как показывают данные , приведенные на рис . 3, длительность импульсов радиоизлучения увели чивается с приближением следующего молниевого разряда . Характерной во всех промежутках ме жду молниевыми разрядами является пауза в несколько млс . перед разрядом , когда и з облака практически не регистрируются импуль сы радиоизлучения . В зависимости от стадии развития гроз ового процесса в конвективном облаке число межразрядных импульсов излучения меняется от 4 до 100 импульсов и их длительности лежа т в интервале от 10 до 130 мкс . Максиму м числа межразрядных импульсов излучения прих одится на начальный период зрелой стадии грозового очага . Рис . 3 Вероятность (Р ) появления межразрядных импульсов радиоизлу чения заданной длительности в промежутках меж ду молниевыми разрядами В ряде случаев регистрируются импульсы излучения с длительн остью до десятков млс . Появляются они редк о и только в промежутках между мощными грозовыми разрядами , длительность существов ания отраженного сигнала от ионизированного к анала которых более 0.4 с . Выполненные нами исследования показали , ч то эти типы радиоизлучения существенно отлича ются от рассмотренных как по мощности , так и по длительности и появляются они т олько после мощных молниевых разрядов . П о всей вероятности , при мощных молниевых р азрядах образуются локальные небольшие долгоживу щие плазменные образования . Процесс распада э тих образований длится от доли до десятка млс . и сопровождается радиоизлучением . Исслед ования пара м етров этих типов ради оизлучения помогут глубже понять природу шаро вой молнии . Приведенные комплексные исследования радиоло кационных и электрических параметров развивающег ося конвективного облака показывают , что с развитием облака происходит постепенное ув еличение масштабов грозовых явлений в нем , возможны разномасштабные электрические раз ряды , обусловленные разномасштабностью электрических неоднородностей в облаке . Параметры ЭМИ м огут служить диагнозом грозового состояния ко нвективного облака , а их измене н ия могут быть критерием оценки физической э ффективности результатов воздействия на электрич еское состояние конвективного облака и на процессы градообразования . Таким образом , характерной особенностью р азвития грозы в конвективных облаках является постепен ное увеличение линейного размера электрических разрядов . Об этом свидетельств ует увеличение пакетов импульсов радиоизлучения молниевых разрядов , частоты их появления в облаке и времени существования сигналов отраженных от каналов молний . В результате изме н ения микроструктуры облака и турбулентных пульсаций возникают электрические разряды разного линейного размера , ответстве нные за радиоизлучение с соответствующей длит ельностью пакетов импульсов . Разрядные промежутки постепенно увеличиваются по мере приближ е ния следующего разряда.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Женщину, моющую окна в короткой юбке и стрингах, через двадцать минут стащил с подоконника муж, увидевший её на Youtube.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru