Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

М.: Изд-во «Радио и связь», 1993. - 319 с.

4. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы: монография; в 2 ч. / Я. Бар-Шалом, Х.-Р. Ли; [пер. с англ. Д.Д. Дмитриева]. - М.: Изд-во «МГТУ им. Н.Э. Баумана», 2011. - Ч.1. - 271 с. - Ч.2. - 239 с.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

V.N. Nadtochy, A.U. Trushchinsky, S.L. Ivanov, A.V. Avramov, A.I. Boldinov

TRACKING OF AIR TARGETS UNDER DIFFICULT SPECTRAL-DOPPLER PORTRAIT

The algorithm was developed to track air targets in range and speed with a complex spectral-Doppler portrait, executed the study and estimates of phase coordinates when the tracking of air targets on the basis of mathematical modeling automatic target tracking in overview mode

Key words: automatic target tracking in overview mode, matching components, the Kalman filter, the multi-model filtering

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor

N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» (Voronezh)

УДК 551.510.534

В.В. Андронников, А.Б. Мартьяшкин, Р.В. Чуб

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ АЭРОСИНОПТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ОСАДКОВ

Представлены результаты исследования по выявлению факторов, влияющих на интенсивность выпадения осадков на территории Центрального Черноземного Района (ЦЧР). Предложен метод прогнозирования интенсивности осадков. Рассчитана максимальная интенсивность осадков для различных интервалов времени на различных метеостанциях Воронежской области. Рассмотрена повторяемость различных значений температурных и влажностных параметров атмосферы при умеренных и сильных осадках

Ключевые слова атмосферные осадки, атмосферная циркуляция, прогноз интенсивности осадков

Значительную роль в изменении видимости в атмосфере играет выпадение осадков. Уменьшение видимости в осадках зависит как от их вида (ливневые, обложные, моросящие), так и от формы осадков (капли, снежинки). При обеспечении безопасности полетов необходимо знать, насколько уменьшается метеорологическая дальность видимости в осадках того или иного вида. Для этого нужно в первую очередь представлять, при каких синоптических, климатических и физико-географических условиях происходит выпадение осадков.

Вметеорологическом отношении факторы, обусловливающие видимость в различных воздушных массах, можно разделить на две основные группы: макромасштабные и мезомасштабные [1].

К макромасштабным относятся факторы, связанные с формированием и перемещением воздушных масс и проявляющиеся над обширными территориями. В основном, это относится к циклоническим и антициклоническим образованиям.

К мезомасштабным относятся факторы, связанные с местной циркуляцией воздуха, с топографией местности, наличием таких водных объектов, как большие реки и озера. С этой точки зрения представляют интерес некоторые климатические и физико-географические особенности выбранного района прогнозирования [2].

В90 % случаев осадки над территорией ЦЧР выпадают при прохождении циклонов и, связанных с ними атмосферных фронтов, поэтому в данной работе была рассмотрена повторяемость их прохождения в зависимости от преобладающего направления перемещения воз-

66

душных масс. Полученные данные представлены в табл. 1 и на рис. 1.

Анализируя эти данные можно сделать вывод, что наибольшее количество циклонов приходит на территорию ЦЧР при западном переносе воздушных масс, как в зимнее, так и в летнее время года. С этого направления на Европейскую территорию Российской Федерации в основном наблюдается адвекция теплого воздуха. Очень маленький процент приходится на циклоны, которые образуются непосредственно над территорией ЦЧР.

Предварительно, в интересах обеспечения безопасности полетов авиации, целесообразно разделить имеющиеся архивные данные по интенсивности по дальности видимости в осадках. При этом осадки, ухудшающие видимость до 2000 м и менее, будем считать сильными, до 2000-4000 м - умеренными, и более 4000 м - слабыми.

Из анализа табл. 2 и рис. 2 можно заключить, что наиболее значительные осадки, ухудшающие дальность видимости до 2000 м и менее, наблюдались при южном и югозападном переносе воздушных масс.

При западном и северо-западном направлении перемещения наиболее часто отмечались умеренные и слабые осадки.

Таблица 1 Повторяемость (%) циклонов над территорией ЦЧР в зависимости от направления переноса

воздушных масс

Сезон

Малоградиент-

 

Стационар-

Западный

Северо-

Южный,

 

Возникающий

 

 

ное

 

ный

 

 

западный

юго-

 

на ЕТР

 

 

поле

 

 

 

 

 

 

 

западный,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

юго-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

восточный

 

 

 

Лето

2,7

 

0,0

 

27,8

16,9

 

6,7

 

 

1,3

 

Зима

14,4

 

3,1

 

21,0

5,8

 

3,4

 

 

5,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

Повторяемость (%) направлений перемещения воздушных масс

 

Интенсивность осадков

 

Южное

 

Юго-западное

Западное

 

Северо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

западное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слабые

 

9

 

9

 

73

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Умеренные

 

28

 

32

 

32

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сильные

 

62

 

21

 

14

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Повторяемость осадков в циклонах по сезонам года

Для разработки прогноза интенсивности осадков по пункту Воронеж сформирована архивная выборка за 10 лет и по результатам процедуры просеивания отобраны следующие предикторы:

500

D - сумма дефицитов на изобарических поверхностях 500, 700 и 850 гПа;

850

P0 - лапласиан приземного давления;

T0 - температура у земной поверхности.

Количество осадков измерялось за срок 07 часов. Данные радиозондирования брались за срок 03 часа.

67

 

80

 

 

73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

62

 

60

 

 

 

 

 

 

Повторяемость

50

 

 

 

 

 

 

направлений

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

32 32

 

перемещения

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

21

воздушных масс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

20

9

9

9

 

8

 

 

 

 

 

 

3

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Слабые

Умеренные

Сильные

 

 

 

 

Интенсивность осадков

Южное

Юго-западное

Западное

Северо-западное

Рис. 2. Зависимость интенсивности осадков от направления перемещения воздушных масс

В результате обработки архивной выборки было получено уравнение регрессии для величины интенсивности осадков:

Оправдываемость прогноза интенсивности осадков по полученной формуле составила 80 %. С использованием архивного материала рассчитана максимальная интенсивность осадков для различных интервалов времени на различных метеостанциях Воронежской области. Результаты представлены в табл. 3. Так как наиболее информативными параметрами атмосферы для прогноза осадков является температура воздуха и дефицит точки росы у поверхности земли, рассчитана повторяемость различных градаций температуры и влажности воздуха при умеренных и сильных осадках.

Таблица 3 Максимальная интенсивность осадков для различных интервалов времени (мм/мин)

 

Минуты

 

 

Часы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

10

20

30

1

12

24

48

Воронеж

2.0

1.5

0.8

0.6

0.4

0.10

0.05

0.03

Каменная Степь

2.3

1.5

1.0

0.7

0.4

0.07

0.04

0.02

Лиски

1.1

1.0

0.7

0.6

0.4

0.07

0.04

0.03

Митрофановка

2.6

2.2

0.6

1.3

0.8

0.06

0.04

0.02

Из анализа данных в табл. 4 видно, что при сильных осадках наибольшая повторяемость температуры воздуха у земли приходится на градацию от -6 до -10 °С, при этом наибольшая повторяемость дефицита влажности приходится на интервал 1-2 °С.

Таблица 4 Зависимость интенсивности осадков от температуры и влажности воздуха

Интенсивность

Температура воздуха, 0С

Дефицит точки росы, 0С

 

 

осадков

> 0

0 – -5

-6 – -10

< -10

0

1–2

3–5

> 6

Умеренные

9

50

23

18

14

9

27

-

Сильные

7

17

48

28

34

55

11

-

Случаи выпадения умеренных осадков приходятся соответственно на интервалы температуры от 0 до -5 °С и дефицита точки росы 1-2 °С. В целом, при сильных и умеренных осадках температура воздуха у земной поверхности в 70 % случаев лежит в пределах от 0 до -10 °С.

68

Таким образом, в настоящей работе представлены результаты исследования факторов, влияющих на интенсивность выпадения осадков на территории ЦЧР, предложена формула для прогнозирования интенсивности осадков. Рассчитана максимальная интенсивность осадков для различных интервалов времени на различных метеостанциях Воронежской области. Полученные результаты целесообразно использовать в практике гидрометеорологического обеспечения различных потребителей.

Литература

1.Семенченко Б.А. Физическая метеорология: учебник / Б.А. Семенченко М.: Изд-во «Аспект Пресс», 2002. - 415 с.

2.Дмитриева-Арраго Л.Р. Методы краткосрочного прогноза неконвективной облачности и осадков на основе модели преобразования влаги с учетом параметризации микрофизических процессов / Л.Р. Дмитриева-Арраго // Метеорология и гидрология. – М.: Изд-во «На- учно-исследовательский центр космической гидрометеорологии «Планета», 2004. - № 5. - С.

5-26.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

V.V. Andronnikov, A.B. Martiashkin, R.V. Chub

ANALYSIS OF INFLUENCE OF AEROSYNOPTIC CONDITIONS ON INTENSIFY

OF SEDIMENTS

The results of a study on the identification of factors affecting the intensity of precipitation in the Central Chernozem Region are presented. A method for predicting rainfall intensity is proposed. The maximum intensity of precipitation for different time intervals was calculated at various weather stations in the Voronezh Region. The frequency of various temperature and humidity parameters of the atmosphere under moderate and heavy precipitation is considered

Key words: atmospheric precipitation, atmospheric circulation, rainfall intensity forecast

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor

N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» (Voronezh)

УДК 551.513, 502/504

Т.Н. Задорожная, В.П. Закусилов

РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА АТМОСФЕРНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НАД ТЕРРИТОРИЕЙ ЕВРОПЫ В ПОСЛЕДНИЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯ

Работа посвящена исследованию трендовых составляющих в рядах температуры воздуха за период второй половины ХХ и начало XXI веков на территории Европы в широтной зоне 40-60о с. ш. в секторе 0-60о в.д. Показаны особенности распределения углов наклона линейного тренда, как по сглаженным значениям выделенных широт и долгот, так и по отдельным широтным зонам. Выявлены районы с наиболее высокой скоростью роста температуры и районы с отрицательными трендами

Ключевые слова: температура воздуха, скорость роста, тенденция, тренд, Европа, широта, долгота январь

Одним из главных параметров состояния атмосферы является температура воздуха, которая в настоящее время подвержена значительным климатическим колебаниям. Изменение климата может оказывать негативное влияние на различные аспекты существования человеческого общества и природных систем [1]. С ними связана концепция «опасных изменений климата». При этом, если границы опасных изменений климатических средних значений метеорологических величин достаточно велики, то это может оказаться весьма опасным из-за сложности адаптации и своевременного реагирования на такие явления, как разрушительные наводнения последнего времени, лесные и торфяные пожары, существенно влияющие на экологию и состав атмосферы. Изменение климата влияет на различные природные

69

процессы, что приводит к последующим модификациям экосистем. Глобальные и региональные климатические перемены существенным образом влияют на изменение окружающей среды, природные условия функционирования хозяйственного комплекса, на динамику и структуру экономического роста, развитие базовых отраслей и регионов страны. Как отмечается в Климатической доктрине Российской Федерации [2]: «Последствия изменений климата различны для регионов Российской Федерации, а в пределах одного региона по-разному влияют на группы населения, отрасли экономики и природные объекты... Население, природные объекты, объекты экономики, военные объекты и объекты государственной инфраструктуры различаются по характеру и степени их уязвимости к неблагоприятным последствиям изменений климата». Поэтому детальное изучение изменений температуры воздуха атмосферы, наносящих значительный ущерб отраслям экономики и жизнедеятельности населения на различных этапах, является задачей актуальной. Для минимизации ущерба и возможных негативных последствий изменения климата для ведения хозяйственной деятельности, при реализации конкретного сценария климатических изменений разрабатываются стратегии по адаптации всесторонней деятельности, рекомендации по оптимизации и охране окружающей среды конкретной территории. В целях выработки практических рекомендаций по принятию верных решений в конкретных географических районах, необходимо проводить постоянный мониторинг изменения температуры.

Цель работы - мониторинг атмосферной температуры над территорией Европы за последние десятилетия. Исследования проводились дифференцированно, по каждому отдельному узлу широтно-долготной сетки, с шагом 2,5о. Рассматривалась Европейская территория России, включая территорию сопредельных государств. Границами территории являлись долготы 0-60о в. д. в широтной зоне 40-60о с. ш. Использован период с 1958 по 2014 годы. Информационной базой служили данные реанализа NCAR/NCEP [3] за январи месяцы. Показателем величины и знака тенденции служил угол наклона линейного тренда, который описывает направление и скорость изменения в ходе термического режима. На рис. 1 представлен многолетний ход температуры воздуха для узла с координатами 60о с. ш. 0о в. д. (крайний северо-запад). Из рисунка следует, что в течение рассматриваемого промежутка времени отмечается положительный линейный тренд, который указывает на то, что в многолетнем ходе температуры имеет место повышение среднемесячной температуры воздуха. Достоверность проведенного тренда оценивалась величиной параметра R2, и составила 0,1857. Вместе с тем, изменение температуры происходило не монотонно. На фоне повышения наблюдались декадные колебания. Аппроксимация рядов полиномом 6-ой степени, с точностью R2 = 0,246 позволила выявить наличие во временном ряду гармонических колебаний с периодом, примерно, 24–25 лет. Особенно четко это проявляется по экстремальным минимумам температуры. Аналогичный результат был получен и обоснован авторами в работе [4].

 

8

 

 

 

7

 

 

оС

6

 

 

 

 

 

температура

5

 

 

4

 

 

3

y = 0,0372x + 3,787

R2

= 0,1857

 

 

2

 

 

 

1

годы

2

 

 

 

R = 0,2455

 

0

 

 

 

 

1958196119641967197019731976197919821985198819911994199720002003200620092012

 

 

Рис. 1. Многолетний ход среднемесячной температуры воздуха в узле 60о с.ш, - 0о в.д.

70

Источник: https://studfile.net/preview/16563874/