cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2020-23-1-19-27caht-1632Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTАнализ разности высот нулевой изотермы по данным двух температурных профилемеровAnalysis of the height difference of the zero isotherm according to two temperature profilersБолеловЭ. А.BolelovE. A.

Болелов Эдуард Анатольевич, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой технической эксплуатации радиоэлектронного оборудования воздушного транспорта МГТУ ГА

г. Москва

Eduard A. Bolelov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Technical Maintenance of Aircraft Radio-electronic Equipment Chair

Moscow

e.bolelov@mstuca.aeroВасильевО. В.VasilievO. V.

Васильев Олег Валерьевич, доктор технических наук, профессор, главный конструктор – руководитель направления

г. Москва

Oleg V. Vasiliev, Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Designer – Head of Direction IANS

Moscow

vas_ov@mail.ruГалаеваК. И.GalaevaK. I.

Галаева Ксения Игоревна, аспирантка кафедры технической эксплуатации радиоэлектронного оборудования воздушного транспорта МГТУ ГА

г. Москва

Ksenia I. Galaeva, Postgraduate Student of Technical Maintenance of Aircraft Radio-electronic Equipment Chair

Moscow

ks.galaeva@mail.ruЗябкинС. А.ZiabkinS. A.

Зябкин Сергей Алексеевич, аспирант кафедры технической эксплуатации радиоэлектронного оборудования воздушного транспорта МГТУ ГА

г. Москва

Sergey A. Ziabkin, Postgraduate Student of Technical Maintenance of Aircraft Radio-electronic Equipment Chair

Moscow

s.zyabkin@ians.aeroМосковский государственный технический университет гражданской авиацииРоссияMoscow State Technical University of Civil AviationRussian FederationАО «Концерн «Международные аэронавигационные системы»РоссияJSC “International Aeronavigation Systems Concern”Russian Federation2020260220202311927Copyright © Болелов Э.А., Васильев О.В., Галаева К.И., Зябкин С.А., 20202020Болелов Э.А., Васильев О.В., Галаева К.И., Зябкин С.А.Bolelov E.A., Vasiliev O.V., Galaeva K.I., Ziabkin S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1632

Одним из основных показателей, характеризующих качество метеорологического обеспечения полетов, является оправдываемость авиационных метеопрогнозов и прогнозов опасных метеорологических явлений погоды. Для обнаружения и прогноза опасных метеорологических явлений погоды в настоящее время используются весьма совершенные системы, к которым относятся метеорологические радиолокационные стации ближней аэродромной зоны. Достоверность прогноза таких опасных метеоявлений, как обледенение, грозы, град, шквалистый ветер по информации от метеорологических радиолокационных станций ближней аэродромной зоны в существенной степени зависит от данных о высоте нулевой изотермы. Корректность введенных значений положения нулевой изотермы напрямую влияет на вероятность ложных тревог, а следовательно, и на степень оправдываемости метеопрогнозов и прогнозов опасных метеоявлений. Источником информации о положении нулевой изотермы могут служить данные радиозондирования атмосферы. Однако данные аэрологического радиозондирования атмосферы не являются оперативными. Кроме этого, в настоящее время на аэрологической сети Росгидромета помимо достаточно современных аэрологических радиолокационных систем используют морально устаревшие системы. Сказанное, в совокупности с достаточно низкой полностью сети аэрологических станций на территории Российской Федерации, не позволяет оперативно использовать данные радиозондирования для определения высоты нулевой изотермы на конкретном аэродроме. Альтернативным источником информации о положении нулевой изотермы для решения задач метеолокации являются температурные профилемеры. Температурный профилемер относится к дистанционным средствам измерения параметров атмосферы, а принцип его работы основан на методах радиометрии. С помощью температурного профилемера можно оперативно получать информации о профиле температуры на аэродроме и, следовательно, он может выступать источником необходимых для метеорологической радиолокационной станции данных о нулевой изотерме, а также о изотерме -22°С, которая тоже используется для идентификации опасных метеоявлений. В настоящей статье проведен анализ пространственной изменчивости положения нулевой изотермы по данным двух температурных профилемеров. В результате экспериментальных исследований определено, что в радиусе около 10 километров от места установки профилемера измеренные профили температуры остаются практически неизменными. Этот результат может быть использован при разработке методик размещения средств метеорологического обеспечения полетов на аэродроме. Практический интерес также представляют аналогичные исследования для аэродромов, расположенных в горных, приморских и других географических регионах России.

One of the main indicators characterizing the quality of meteorological support of flights is the justifiability of aviation weather forecasts and forecasts of dangerous weather phenomena. For the detection and prediction of dangerous meteorological weather phenomena are currently used very advanced systems, which include meteorological radar stations near the airfield zone. The reliability of the forecast of such dangerous weather events as icing, thunderstorms, hail, squally wind according to the information from the meteorological radar stations of the near airfield zone significantly depends on the data on the height of the zero isotherm. The correctness of the entered values of the zero isotherm position directly affects the probability of false alarms, and, consequently, the degree of justification of weather forecasts and forecasts of dangerous weather events. The source of information about the position of the zero isotherm can serve as radiosonding data of the atmosphere. However, the data of aerological radiosonding of the atmosphere are not operational. In addition, at present, obsolete systems are used on Roshydromet aerological network in addition to fairly modern aerological radar systems. This, in conjunction with the sufficiently low cost of the network of aerological stations on the territory of the Russian Federation does not allow the operational use of radiosonding data to determine the height of the zero isotherm at a particular airport. An alternative source of information about the position of the zero isotherm for solving the problems of meteorological location are temperature profilers. Temperature Profiler refers to the remote means of measuring the parameters of the atmosphere, and the principle of its operation is based on the methods of radiometry. Use the temperature of a caliper can be operatively obtain information about the temperature profile at the airport and, therefore, it can be a source for weather radar data on the zero isotherme, and isotherme -22°C, which is also used to identify hazardous weather phenomena. In this paper, the spatial variability of the zero isotherm position is analyzed according to the data of two temperature profilers. As a result of experimental studies, it was determined that within a radius of about 10 kilometers from the installation site of the Profiler, the measured temperature profiles remain virtually unchanged. This result can be used in the development of methods of placement of meteorological support for flights at the airport. Of practical interest are similar studies for airfields located in the mountainous, coastal and other geographical regions of Russia.

температурный профилемерпрофиль температурыбезопасность полетовметеорологическое обеспечение полетовнулевая изотермаопасные метеоявленияtemperature profilertemperature profileflight safetymeteorological support of flightsfreezing levelweather hazardReferencesБогаткин О.Г. Основы авиационной метеорологии. СПб.: Изд.РГГМУ, 2009. 339 с.Bogatkin, O.G. (2009). Osnovy aviatsionnoy meteorologii [Fundamentals of Aviation Meteorology]. St.Petersburg: Ed. RGGMU, 339 p. (in Russian)Богаткин О.Г. Авиационные прогнозы погоды: учеб. пособие. 2-е изд. стер. СПб.: БХВ-Петербург, 2010. 288 с.Bogatkin, O.G. (2010). Aviatsionnyye prognozy pogody: uchebnoye posobie [Aviation Weather Forecasts]. 2nd ed., ster., St.Petersburg: BHV-Petersburg, 288 p. (in Russian)Селезнев В.П. Метеорологическое обеспечение полетов. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2018. 190 с.Seleznev, V.P. (2018). Meteorologicheskoe obespechenie poletov [Meteorological Support of Flights]. Moscow: Knizhnyy dom «LIBROKOM», 190 p. (in Russian)Emeis S. Atmospheric boundary-layer structure from simultaneous SODAR, RASS and ceilometer measurement / S. Emeis, С. Munkel, S. Vogt, W.J. Muller, K. Schafer // Atmospheric Environment. 2004. Vol. 38, no. 2. Pp. 273–286.Emeis, S., Munkel, C., Vogt, S., Muller, W.J. and Schafer, K. (2004). Atmospheric boundary-layer structure from simultaneous SODAR, RASS and ceilometer measurement. Atmospheric Environment, vol. 38, no. 2, pp. 273–286.Keder J. Detection of inversions and mixing height by REMTECH PA2 Sodar in comparison with collocated radiosonde measurement // Meteorology and Atmospheric Physics. 1999. Vol. 71, iss. 1/2. Pp. 133–138. DOI: 10.1007/s007030050051Keder, J. (1999). Detection of inversions and mixing height by REMTECH PA2 Sodar in comparison with collocated radiosonde measurement. Meteorology and Atmospheric Physics, vol. 71, iss. 1/2, pp. 133–138. DOI: 10.1007/s007030050051Walezewski J. Diurnal variation of characteristic sodar and the diurnal change of atmospheric stability / J. Walezewski, M. Feleksi-Bielak // Atmospheric Environment. 1988. Vol. 22, no 2. Pp. 1793–1800.Walezewski, J. and Feleksi-Bielak, M. (1988). Diurnal variation of characteristic sodar and the diurnal change of atmospheric stability. Atmospheric Environment, vol. 22, no. 2, pp. 1793–1800.Кадыгров Е.Н. Микроволновая радиометрия атмосферного пограничного слоя: метод, аппаратура, результаты измерений // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22, № 7. C. 697–704.Kadygrov, Е.N. (2009). Microwave radiometry of atmospheric boundary layer: method, equipment, and applications. Optika atmosfery i okeana, vol. 22, no. 7, pp. 697–704. (in Russian)Кадыгров Е.Н. Современный опыт использования данных наземных микроволновых радиометрических систем для измерения параметров атмосферы / Е.Н. Кадыгров, И.Н. Кузнецова, Е.В. Ганьшин, А.Г. Горелик, А.К. Князев, Е.А. Миллер, В.В. Некрасов, Т.А. Точилкина, А.Н. Шапошников // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30, № 6. C. 502–508. DOI: 10.15372/AOO20170609Kadygrov, E.N., Kuznetsova, I.N., Ganshin, E.V., Gorelik, A.G., Knyazev, A.K., Miller, E.A., Nekrasov, V.V., Tochilkina, T.A. and Shaposhnikov, A.N. (2017). Modern experience of using ground-based microwave radiometric systems for the study of atmospheric parameters. Optika atmosfery i okeana, vol. 30, no. 6, pp. 502–508. DOI: 10.15372/AOO20170609. (in Russian)Кадыгров Е.Н. Наземные микроволновые температурные профилемеры: потенциал и реальность / Е.Н. Кадыгров, Е.В. Ганьшин, Е.А. Миллер, Т.А. Точилкина // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28, № 6. C. 521–528. DOI: 10.15372/АОО20150604Kadygrov, E.N., Ganshin, E.V., Miller, E.A. and Tochilkina, T.A. (2015). Ground-based microwave temperature profilers: potential and experimental data. Atmospheric and ocean optics, vol. 28, no. 6, pp. 521–528. DOI: 10.1134/S102485601506007XКузнецова И.Н. Характеристики температуры в нижнем 600-метровом слое по данным дистанционных измерений приборами МТП-5 / И.Н. Кузнецова, Е.Н. Кадыгров, Е.А. Миллер, М.И. Нахаев // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25, № 10. C. 877–883.Kuznetsova, I.N., Kadygrov, E.N., Miller, E.A. and Nahaev, M.I. (2012). Characteristics of lowest 600 m atmospheric layer temperature on the basis of MTP-5 profiler data. Optika atmosfery i okeana, vol. 25, no. 10, pp. 877–883. (in Russian)Галаева К.И. Обоснование задач, решаемых метеорологическим радиолокационным комплексом ближней аэродромной зоны / К.И. Галаева, Э.А. Болелов, И.Б. Губерман, А.А. Ещенко, С.В. Далецкий // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2018. № 20 (331). С. 74–81.Galaeva, K.I., Bolelov, E.A., Khuberman, B.I., Yeshchenko, A.A. and Daletskiy, S.V. (2018). Justification of tasks, solved by near-airfield meteorological radar complex. Scientific Bulletin of The State Scientific Research Institute of Civil Aviation, no. 20 (331), pp. 74–81. (in Russian)Решетов В.Д. Изменчивость метеорологических элементов в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 215 с.Reshetov, V.D. (1973). Izmenchivost meteorologicheskikh elementov v atmosfere [Variability of Meteorological Elements in the Atmosphere]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 215 p. (in Russian)Борисенко М.М. Вертикальные профили ветра и температуры в нижних слоях атмосферы // Труды ГГО. 1974. Вып. 320. 205 с.Borisenko, M.M. (1974). Vertikalnye profili vetra i temperatury v nizhnikh sloyakh atmosfery [Vertical Profiles of Wind and Temperature in the Lower Atmosphere]. Trudy GGO [Proceedings of the Main Geophysical Observatory], iss. 320, 205 p. (in Russian)Болелов Э.А. Комплексная обработка метеоинформации в аэродромных мобильных комплексах метеолокации и зондирования атмосферы / Ю.Н. Кораблев, Н.А. Баранов, С.С. Демин, А.А. Ещенко // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2018. № 20. С. 82–92.Bolelov, E.A., Korablev, Y.N., Baranov, N.A., Demin, S.S. and Yeshchenko, A.A. (2018). Integrated processing of meteorological data in a mobile airfield complexes of meteorical and sounding of the atmosphere. Scientific Bulletin of The State Scientific Research Institute of Civil Aviation, vol. 20 (331), pp. 82–92. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.