Том 36, номер 05, статья № 6

Аннотация:

В августе 2022 г. с помощью акустической метеостанции АМК-03 были проведены измерения уровня турбулентности и средней скорости ветра на протяженной атмосферной трассе. Показано, что метеостанция АМК-03 обеспечивает достоверные данные по уровню турбулентности и скорости ветра. Результаты измерений уровня турбулентности в различных точках вдоль неоднородной атмосферной трассы корректно пересчитываются в значения радиуса когерентности (параметр Фрида) для оптической волны произвольной длины и расходимости по формулам теории распространения волн. Это позволяет сравнивать данные локальных акустических и оптических трассовых измерений уровня турбулентности.

Ключевые слова:

турбулентность, скорость ветра, акустические волны, распространение, горизонтальные трассы

Список литературы:

1. Kaimal J.C. Sonic anemometer measurement of atmospheric turbulence // Proc. of the Dynamic Flow Conference 1978 on Dynamic Measurements in Unsteady Flows. Dordrecht: Springer, 1978.
2. Brennan T.J., Mann D.C. Estimation of optical turbulence characteristics from Shack–Hartmann wavefront sensor measurements // Proc. SPIE. 2010. V. 7816. P. 781602.
3. Andrews L.C., Phillips R.L., Crabbs R., Wayne D., Leclerc T., Sauer P. Creating a C_n² profile as a function of altitude using scintillation measurements along a slant path // Proc. SPIE. 2012. V. 8238. P. 8238DF-1–8238DF-12.
4. Burchett L., Fiorino S. Measurement of C_n² profiles from weather radar data and other microwave signals and conversion to visible and NIR C_n² profiles // Imaging Appl. Opt., OSA Technical Digest (online). 2013. Paper PTu1F.1. DOI: 10.1364/PCDVT.2013.PTu1F.1.
5. Carmen U., Sprung D., M.J. van Eijk A., Gunter W., Stein K. Inhomogeneity of optical turbulence over False Bay (South Africa) // Proc. SPIE. 2017. V. 10425. P. 1042509.
6. Sprung D., Sucher E., Ramilkowan A., Griffith D. Investigation of optical turbulence in the atmospheric surface layer using scintillometer measurements along a slant path and comparison to ultrasonic anemometer measurements // Proc. SPIE. 2014. V. 9242. P. 9242–9261.
7. Gladysz S., Sege M., Eisele C., Barros R., Sucher E. Estimation of turbulence strength, anisotropy, outer scale and spectral slope from an LED array // Proc. SPIE. 2015. V. 9614. P. 961402.
8. Gladysz S. Nearly complete characterization of optical turbulence with an LED array // Imaging Appl. Opt. OSA Technical Digest (online). 2017. Paper PW1D.1.
9. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Невзорова И.В. Использование результатов акустической диагностики пограничного слоя атмосферы для оценки влияния турбулентности на характеристики лазерного пучка // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 12. С. 1008–1016; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Mamyshev V.P., Nevzorova I.V. Results of acoustic diagnostics of atmospheric boundary layer in estimation of the turbulence effect on laser beam parameters // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 6. P. 553–563.
10. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Мамышев В.П., Невзорова И.В. Оценки показателя преломления и регулярной рефракции оптических волн в пограничном слое атмосферы. Часть 1. Показатель преломления // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 10. С. 821–828; Odintsov S.L., Gladkikh V.A., Kamardin A.P., Mamyshev V.P., Nevzorova I.V. Estimates of the refractive index and regular refraction of optical waves in the atmospheric boundary layer: Part 1. Refractive index // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 5. P. 437–444.
11. McCrae Ja.E., Bose-Pillai S.R., Fiorino St.T., Archibald A.J., Meoak Jo., Elmore B.J., Kesler T., Rice Ch. Measurements of optical turbulence over 149-km path // Opt. Engin. 2020. V. 59, N 8. P. 081806-1.
12. Shikhovtsev A.Yu., Kiselev A.V., Kovadlo P.G., Kolobov D.Yu., Russkikh I.V., Tomin V.E. Turbulent parameters at different heights in the atmospheric Shack–Hartmann wave-front sensor data // Sol.-Terr. Phys.  2022. V. 8, N 2. P. 20–25.
13. Государственный реестр средств измерений под регистрационным номером № 36115-07 с наименованием «Автономная метеорологическая станция АМК-03».
14. Богушевич А.Я. Ультразвуковые методы оценивания метеорологических и турбулентных параметров атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 2. С. 170–174.
15. Богушевич А.Я. Программное обеспечение ультразвуковых метеостанций для целей исследования атмосферной турбулентности // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12, № 2. С. 175–180.
16. Гладких В.А., Макиенко А.Э. Цифровая ультразвуковая метеостанция // Приборы. 2009. № 7. С. 21–25.
17. Коняев П.А., Ботыгина Н.Н., Антошкин Л.В., Емалеев О.Н., Лукин В.П. Об измерении структурной характеристики показателя преломления атмосферы пассивными оптическими методами // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 738–741; Konyaev P.A., Botygina N.N., Antoshkin L.V., Emaleev O.N., Lukin V.P. Passive optical methods in measurement of the structure parameter of the air refractive index // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 522–525.
18. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 277 c.
9. Sarazin M., Roddier F. The ESO differential image motion monitor // Astron. and Astrophys. 1990. P. 294–300.
20. Антошкин Л.В., Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Лавринова Л.Н., Лукин В.П. Дифференциальный измеритель параметров атмосферной турбулентности // Оптика атмосф. и океана. 1998. Т. 11, № 11. С. 1219–1223.
21. Андреева М.С., Ирошников Н.Г., Корябин А.В., Ларичев А.В., Шмальгаузен В.И. Использование датчика волнового фронта для оценки параметров атмосферной турбулентности // Автометрия. 2012. Т. 48, № 2. С. 103–111.
22. Borzilov A.G., Gritsuta A.N., Konyaev P.A., Lukin V.P., Nosov V.V., Soin E.L., Torgaev A.V. Image jitter meter for low intensity radiation // Proc. SPIE. 2022. V. 12341. P. 12341.