Том 17, номер 04, статья № 3

Банах В.А., Фалиц А.В. Оценивание параметров атмосферной турбулентности из измерений скорости ветра импульсным когерентным СО2 доплеровским лидаром . // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 17. № 04. С. 297-305.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Предложен метод оценивания параметров мелкомасштабной ветровой турбулентности из измерений ветра с помощью импульсных когерентных СО2 доплеровских лидаров, для которых длина импульса и пространственное разрешение составляют несколько сот метров. Тестирование метода проведено путем компьютерного моделирования лидарного измерения скорости ветра в турбулентной атмосфере с использованием цифровых записей импульсов, генерировавшихся лазером в лидарной системе WIND (Werner Ch. et al. Wind infrared Doppler lidar instrument // Opt. Eng. 2001. V. 40. P. 115-125) во время экспериментов. Рассчитаны погрешности оценки турбулентных параметров из лидарных данных.

Список литературы:

1. Henderson S.W., Hale C.P., Magee J.R., Kavaya M.J., Huffaker A.V. Eye-safe coherent laser radar system at 2.1 m using Tm, Ho: YAG lasers // Opt. Lett. 1991. V. 16. P. 773-775.
2. Henderson S.W., Suni P.J.M., Hale C.P., Hannon S.M., Magee J.R., Bruns D.L., Yuen E.H. Coherent laser radar at 2.1 m using solid-state lasers // IEEE Trans. Geosci. and Remote Sens. 1993. V. 31. P. 4-15.
3. Clifford S.F., Kaimal J.C., Lataitis R.J., Strauch R.G. Ground-based remote profiling in atmospheric studies: An over-view // Proc. IEEE. 1994. V. 82. P. 313-355.
4. Huffaker M.R., and Hardesty R.M. Remote sensing of atmospheric wind velocities using solid-state and CO2 coherent laser systems // Proc. IEEE. 1996. V. 84. P. 181-204.
5. Vaughan J.M., Steinvall O., Werner C., Flamant P.H. Coherent laser radar in Europe // Proc. IEEE. 1996. V. 84. P. 205-226.
6. Wilczak J.M., Gossard E.E., Neff W.D., Ebarhard W.L. Ground-based remote sensing of the atmospferic boun-dary layer: 25 years of progress // Boundary-Layer Meteorol. 1996. V. 78. P. 321-349.
7. Rothermel J., Kessinger C., Davis D.L. Dual-Doppler lidar measurement of winds in the JAWS experiment // J. Atmos. and Oceanic Technol. 1985. V. 2. P. 138-147.
8. Werner Ch., Flamant P.H., Reitebuch O., Kopp F., Streicher J., Rahm S., Nagel E., Klier M., Herrmann H., Loth C., Delville P., Drobinski Ph., Romand B., Boitel Ch., Oh D., Lopez M., Meissonnier M., Bruneau D., Dabas A. Wind infrared Doppler lidar instrument // Opt. Eng. 2001. V. 40. P. 115-125.
9. Reitebuch O., Werner Ch., Leike I., Delville P., Flamant P., Cress A., Engelbart D. Experimental validation of wind profiling performed by the airborne 10 m-heterodyne Doppler lidar WIND // J. Atmos. and Oceanic Technol. 2001. V. 18. P. 1331-1344.
10. Smalikho I.N. Techniques of wind vector estimation from data measured with a scanning coherent Doppler lidar // J. Atmos. and Oceanic Technol. 2003. V. 20. P. 276-291.
11. Gordienco V.M., Kormakov A.A., Kosovsky L.A., Kurochkin N.N., Pogosov G.A., Priezzhev A.V., Putivskii Y.Y. Coherent CO2 lidars for measuring wind velocity and atmospheric turbulence // Opt. Eng. 1994. V. 33. P. 3206-3213.
12. Banakh V.A., Smalikho I.N., Kopp F., Werner Ch. Representativity of the wind measurements by a CW Doppler lidar in the atmospheric boundary layer // Appl. Opt. 1995. V. 34. N 12. P. 2055-2067.
13. Банах В.А., Смалихо И.Н. Лидарное зондирование скорости диссипации турбулентной энергии // Оптика атмосф. и океана. 1997. Т. 10. № 4-5. С. 473-484.
14. Банах В.А., Смалихо И.Н. Оценивание скорости диссипации турбулентной энергии из данных импульсного доплеровского лидара // Оптика атмосф. и океана. 1997. Т. 10. № 12. С. 1524-1538.
15. Banakh V.A., Kopp F., Werner Ch., Smalikho I.N. Measurement of turbulent energy dissipation rate with a CW Doppler lidar in the atmospheric boundary layer // J. Atmos. and Oceanic Technol. 1999. V. 16. N 8. P. 1044-1061.
16. Банах В.А., Вернер Х., Верген В., Кресс А., Криволуцкий Н.П., Лайке И., Смалихо И.Н., Штрайхер Й. Моделирование восстановления ветра из измерений космическим когерентным доплеровским лидаром // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14. № 10. С. 943-951.
17. Frehlich R., Hannon S., Henderson S. Coherent Doppler lidar measurements of winds in the weak signal regime // Appl. Opt. 1997. V. 36. P. 3491-3499.
18. Frehlich R., Hannon S., Henderson S. Coherent Doppler lidar measurements of wind field statistics // Boundary-Layer Meteorol. 1998. V. 86. P. 233-256.
19. Frehlich R., Cornman L. Estimating spatial velocity statistics with coherent Doppler lidar // J. Atmos. and Oceanic Technol. 2002. V. 19. P. 355-366.
20. Frehlich R. Performance of coherent Doppler lidar velocity estimates with pulse accumulation // Proc. of 12-th Coherent Laser Radar Conference. Bar Harbor Maine, US. 2003. P.139-142.
21. Drobinski Ph., Dabas A., Flamant P.H. Remote measurement of turbulent wind spectra by heterodyne Doppler lidar technique // J. Appl. Meteorol. 2000. V. 39. P. 2434-2451.
22. Ancellet G.M., Menzies R.T., Grant W.B. Atmospheric velocity spectral width measurements using the statistical distribution if pulsed CO2 lidar return signal intensities // J. Atmos. and Oceanic Technol. 1989. V. 6. P. 50-58.
23. Eberhard W.L., Cupp R.E., Healy K.R. Doppler lidar measurements of profiles of turbulence and momentum flux // J. Atmos. and Oceanic Technol. 1989. V. 6. P. 809-819.
24. Gal-Chen T., Xu M., Eberhard W.L. Estimations of atmospheric boundary layer fluxes and other turbulence parameters from Doppler lidar data // J. Geophys. Res. 1992. V. 97. P. 18 409-18 423.
25. Bozier K.E., Collier C.G. Observations of boundary layer turbulence spectra and kinetic energy dissipation using Doppler lidar // Proc. 11th Coherent Laser Radar Conf. 1-6th July 2001, Malvern, Worcestershire, UK. 2001. P. 206-209.
26. Drobinski P. et al. Turbulence in a shear-driven nocturnal surface layer as observed by Doppler lidar, rawinsondes and sonic anemometer during the CASES'99 experiment. Lidar remote sensing in atmospheric and earth sciences // Rev. and revised papers presented at the twenty-first International Laser Radar Conference (ILRC21). Quebec, Canada, 8-12 July 2002 / L.R. Bissonnette, G. Roy, G. Vallee, Editors. 2002. P. 853-856.
27. Reitebuch O., Volkert H., Werner Ch., Dabas A., Delville P., Drobinski Ph., Flamant P.H., Richard E. Determination of air flow across the Alpine ridge by a combination of airborne Doppler lidar, routine radio-sounding and numerical simulation // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 2003. V. 129. P. 715-728.
28. Hannon S.M., Gatt P., Henderson S.W., Huffaker R.M. Recent progress and measurement results with commercial 2 m Doppler lidar // Proc. of 12-th Coherent Laser Radar Conf. Bar Harbor Maine, US. 2003. P. 86-89.
29. Reitebuch O., Werner Ch., Dabas A., Delville P., Drobinski Ph., Gantner L. Airborne Doppler lidar Observations and Numerical Simulations of "Alpine Pumping" mesoscale flow // Proc. of 12-th Coherent Laser Radar Conf. Bar Harbor Maine, US. 2003. P. 102-105.
30. Banakh V., Werner Ch., Streicher J., Reitebuch O., Nagel E., Schneiderhan T., Konig T., Lehner S., Dabas A., Delville P. Wind turbulence parameters measurements over sea by Doppler lidar and radar // Proc. of 12-th Coherent Laser Radar Conf. Bar Harbor Maine, US. 2003. P. 191-196.
31. Frehlich R., Kavaya M.J. Coherent laser radar performance for general atmospheric refractive turbulence // Appl. Opt. 1991. V. 30. № 36. P. 5325-5352.
32. Frehlich R. Doppler lidar signal covariance including wind shear and wind turbulence // Appl. Opt. 1994. V. 33. № 27. P. 6472-6481.
33. Frehlich R., Yadlowsky M.J. Performance of mean-frequency estimators for Doppler radar and lidar // J. Atmos. and Oceanic Technol. 1994. V. 11. P. 1217-1230.
34. Ван дер Зил А. Шумы при измерениях. М.: Мир, 1979. 189 с.
35. Hardesty R.M., Brewer W.A., Sandberg S.P., Senff C.J., McCarty B.J., Weickmann A.M., Ehret G., Fix A., Poberaj G., Wirth M., Kiemle C. Airborne measurements of boundary layer turbulent structures using co-deployed Doppler and DIAL lidars // Proc. of 12-th Coherent Laser Radar Conf. Bar Harbor Maine, US. 2003. P. 182-185.
36. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер С.М., Шур Г.Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 287 с.
37. Frehlich R., Hannon S.M., Henderson S.W. Performance of a 2 m coherent Doppler lidar for wind measurement // J. Atmos. and Oceanic Technol. 1994. V. 11. № 6. P. 1517-1528.
38. Frehlich R. Effects of wind turbulence on coherent Doppler lidar performance // J. Atmos. and Oceanic Technol. 1997. V. 14. P. 54-75.

Вернуться