Введение к работе
Актуальность темы исследования:
Дальнейшее развитие Всемирной Службы Погоды (ВСП) связано с необходимостью дальнейшего улучшения полноты и качества наблюдений над океанами и труднодоступными районами, где развитие традиционных сетей наблюдений, по-видимому, не имеет перспективы.
В этой связи спутниковые и другие, нетрадиционные системы наблюдений (дрейфующие буи, аэростаты, плавающие суда и другие) представляют несомненный интерес. Спутниковые наблюдения и, прежде всего, вертикальное температурное зондирование атмосферы со спутников явилось мощным средством получения аэрологической информации над океаном и труднодоступными районами. Однако привязка вертикальных профилей температуры требует наличия некоторой априорной информации. Такую информацию могут дать малогаборитные аэростаты постоянного давления (типа тэтронов), снабжённые датчиками температуры и осуществляющие сброс информации через спутники. Таким образом возникает новая задача в одновременном усвоении обычной (синхронной) и асинхронной (спутниковая, аэростатная к др.) информации с целью получения необходимых данных со всей поверхности Земного шара, включая океаны и труднодоступные районы. В этой связи целесеобразно промоделировать принципы функционирования нового аэростатно-спутнокового измерительного комплекса (АСНК) в системе ВСП и получить рекомендации по созданию такого комплекса.
Основной целью данной работы явилась попытка
промоделировать возможности создания , АСИК И основных,
принципов его фунционирования.
На основа гидродинамической модели атмосферы ставилась
задача провести серию численных экспериментов по усвоению
данных синхронных и асинхронных наблюдений, включая
наблюдения аэростатно-спутниковых комплексов и дать
рекомендации о принципах функционирования таких систем и
перспектив их развития.
\
При этом в диссертации решались следующие конкретные задачи: -Разработать математическую модель, позволяющую провести
модельные расчёты и оценить степень покрытия аэростатами
территории Северного полушария и обосновать рекомендации
по созданию оптимальной системы запуска аэростатов,
обеспечивающей необходимую достаточность покрытия
рассматриваемой территории; -Разработать научно-методические основы и алгоритмы
пространственно-временной привязки и синхронизации
данных аэростатных и спутниковых наблюдений, включая:
-Исследование метода вертикальной экстраполяции
метеорологических величин;
-Рассмотрение метода динамического усвоения данных;
-Разработку методики ассимиляции усвоенных, дискретно
к. :аренных данных;
-Проведение статистического анализа по учёту
горизонтальной структуры полей метеорологических
величин; -Провести численные эксперименты по . оценке возможности
усвоения данных аэростатных и спутниковых наблюдений; -На базе полуоферной гидродинамической модели оценить
принципиальные возможности и точность четырёхмерного
усвоения данных; -Обосновать научно-методические рекомендации по построению
аэростатно-спутникового комплекса аэрологических
наблюдений в система ВСП. Методика исследования
Поскольку проведение натурных экспериментов по созданию аэростатно-спутникового наблюдательного комплекса (АСИК) является дорогостоящей и трудно реализуемой задачей, основным методом исследования выбран метод численного моделирования принципов построения и функционирования АСИК на базе гидродинамической модели. Научная новизна
В изложенной постановке подобная задача в научной литературе на рассматривалась. В диссертационной работе получены следующие новые результаты:
'Z
-Разработана методика расчёта траекторий аэростатов при различной системе размещения точек запуска с целью обеспечения хеобходимого покрытия территории; -Теоретически обоснован и разработан алгоритм пространственно-временной интерполяции и синхронизации аэростатных и спутниковых наблюдений; -Разработан алгоритм и произведены численные эксперименты по восстановлению вертикальных профилей температуры и влажности по данным аэростатных и спутниковых измерений; -Разработана методика четырёхмерного усвоения данных аэростатных, спутниковых и обычных аэрологических измерений с помощью полусферной гидродинамической модели; -Получены рекомендации по научно-методическому обоснованию принципов построения и функционирования аэростатно-спутникового измерительного комплекса в системе АСИК. Практическая значимость работы
Полученные в диссертационной работе результаты могут быть в дальнейшем использованы при проектировании новых АСИК и при создании алгоритмов и программ совместного усвоения данных обычных (синхронных) и ассинхронных наблюдений. Основные положения, выносимые на защиту:
-Методика оценки системы запуска аэростатов постоянного давления, обеспечивающей необходимое покрыте;
-Методика синхронизации и совместного усвоения данных аэростатного и спутникового комплекса;
-Научно-методические рекомендации по принципам построения и функционирования АСИК и принципам усвоения этих данных в системе ВСП.
Апробация работы
Основные результаты работы, изложенные в представленной диссертации докладывались на научных семинарах кафедры метеорологических прогнозов РГГМИ и метеослужбы в Венгрии.
По результатам работы разработаны совместные предложения учёных России и Венгрии о включении этих работ в план развития ВСП в ВМО.
І
Структура работы
Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения. Она содержит 160 страниц редактированного текста, 10 таблиц и 76 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 155 наименования.
