Введение
1 Современное состояние проблемы инструментального обеспечения экологического и метеорологического мониторинга атмосферы
1.1 Автоматизированные информационно-измерительные системы мезомасштабного ЭММ АПС
1.1.1 АИИС метеорологического мониторинга
1.1.2 АИИС авиационного обеспечения
1.1.3 АИИС для метеорологического обеспечения автомобильных дорог
1.1.4 Агрометеорологические АИИС
1.1.5 АИИС экологического мониторинга
1.2 Технические средства контроля метеорологических характеристик и газового состава приземной атмосферы и возможность их применения в составе АИИС ЭММ АПС
1.2.1 Технические средства для метеорологического мониторинга приземного слоя атмосферы
1.2.2 Технические средства измерения атмосферных осадков
1.2.3 Приборы контроля газового состава приземной атмосферы
1.3 Технические средства дистанционного контроля
метеорологических параметров АПС и возможность их применения в составе АИИС ЭММ АПС
1.3.1 Локационные и аэрологические методы определения метеорологических параметров АПС 66
1.3.2 Дистанционные контактные методы контроля метеорологических параметров АПС с использованием беспилотных летательных аппаратов з
1.4 Концепция измерительно-вычислительной системы для исследований новых алгоритмов, методов и технологий контроля АПС 73
1.5 Выводы по главе 1 77
2 Акустические и оптические приборы и комплексы для контроля метеорологических характеристик приземной атмосферы 78
2.1 Метод акустической термоанемометрии и его использование в задачах контроля АПС 78
2.1.1 Физические основы метода акустической термоанемометрии 78
2.1.2 Технические аспекты реализация метода акустической термоанемометрии в задачах контроля метеорологических и турбулентных характеристик приземной атмосферы 81
2.1.3 Программное обеспечение УАМС 94
2.2 Оптический метод измерения осадков и его использование в задачах контроля АПС 105
2.2.1 Физические основы оптического метода измерения осадков 105
2.2.2 Технические аспекты реализации теневого метода измерения осадков в задачах контроля АПС 112
2.2.3 Оптические измерители осадков ОДНО и ОПТИОС 118
2.2.4 Метрологическое обеспечение и результаты испытаний оптических измерителей осадков 123
2.3 Ультразвуковые автоматические метеорологические станции нового поколения 136
2.3.1 Стационарные ультразвуковые автоматические метеорологические станции 136
2.3.2 Переносные метеорологические комплексы специального назначения 145
2.3.3 Бортовые метеорологические комплексы специального назначения 152
2.3.4 Метрологическое обеспечение и результаты испытаний УАМС...
2.4 Технические средства для диагностики и повышения метрологической надежности УАМС АМК-03
2.4.1 Портативный комплекс контроля ультразвукового термоанемометра ПККУТ
2.4.2 Автоматическая система контроля и калибровки технологических параметров УАМС
2.5 Выводы по главе
2 2 Акустические и оптические комплексы для
дистанционных измерений характеристик АПС
3.1 Дистанционный контактный метод контроля характеристик АПС
на основе использования портативных автоматических метеостанций и беспилотных летательных аппаратов
3.1.1 Методологические основы технологий дистанционного контактного измерения метеорологических и турбулентных характеристик АПС
3.1.2 Техническая реализация метода дистанционного контактного
измерения метеорологических и турбулентных характеристик АПС .
3.1.3 Портативные автоматические метеостанции на платформе БПЛА
3.2 Дистанционный оптический пробой и его использование в задачах контроля АПС
3.2.1 Физические основы метода контроля АПС на основе эффекта дистанционного оптического пробоя
3.2.2 Реализация метода контроля экологического и метеорологического состояния АПС на основе эффекта дистанционного оптического пробоя
3.2.3 Спектрохимический лидар
3.3. Выводы по главе 3 5
4 Оптические газоанализаторы для контроля загрязнений приземной атмосферы 238
4.1 Оптические газоанализаторы на основе метода дифференциальной спектроскопии 238
4.1.1 Физические основы метода дифференциальной спектроскопии 238
4.1.2 Оптические газоанализаторы ДОГ-1М 241
4.1.3 Оптические газоанализаторы ДОГ-4 244
4.1.4 Метрологическое обеспечение и результаты испытаний газоанализаторов ДОГ-1 и ДОГ-4 247
4.2 Оптические газоанализаторы на основе эффекта Зеемана 256
4.2.1 Физические основы применения эффекта Зеемана в методе ДААС 256
4.2.2 Технические аспекты реализация метода ДААС для определения содержания паров ртути в воздухе 261
4.2.3 Ртутный газоанализатор РГА-15 267
4.2.4 Метрологическое обеспечение и способы диагностики газоанализатора РГА-15 в процессе эксплуатации 271
4.3 Оптический газоанализатор на основе метода ультразвуковой термометрии 280
4.3.1 Физические основы применения ультразвуковой термометрии в методе дифференциальной спектроскопии 280
4.3.2 Термоакустический фотоприемник 287
4.3.3 Оптический газоанализатор на основе термоакустического фотоприемника 290
4.4 Оптические газоанализаторы на основе эффекта спонтанного комбинационного рассеяния света 295
4.4.1 Физические основы применения эффекта СКР в задачах контроля состава многокомпонентных газовых сред 294
4.4.2 Технические аспекты реализации метода СКР в газоанализаторах для контроля загрязнения приземной атмосферы 299
4.4.3 Экспериментальный образец СКР-газоанализатора 307
4.4.4 Метрологическое обеспечение и результаты испытаний СКР-газоанализатора 311
4.5 Выводы по главе 4 321
5 Автоматизированные системы для мезомасштабного экологического и метеорологического мониторинга атмосферного пограничного слоя
5.1 Методическое обеспечение системы мезомасштабного экологического и метеорологического мониторинга АПС 323
5.1.1 Метод статистической пространственно-временной экстраполяции метеорологических данных и его апробация на сети УАМСАМК-03 323
5.1.2 Корреляционные свойства приземных метеорологических данных измерений сети УАМС АМК-03 330
5.1.3 Методы определения типа стратификации в приземном слое атмосферы на основе данных УАМС АМК-03/Зу 337
5.1.4 Методы восстановления высотных профилей метеорологических величин в приземном слое атмосферы с использованием трехуровневой УАМС АМК-03/ЗУ 345
5.2 Технические аспекты реализации системы мезомасштабного экологического и метеорологического мониторинга АПС 348
5.2.1 Измерительно-вычислительная система ИМС-МЕТЕО-3 348
5.2.2 Программное обеспечение системы ИМС-МЕТЕО 351
5.3 Автоматизированная система ЭО ИВС для реализации технологии мезомасштабного экологического и метеорологического мониторинга состояния АПС 356
5.3.1 Архитектура и состав автоматизированной системы ЭО ИВС 356
5.3.2 Программное обеспечение системы ЭОИВС 365
5.4 Выводы по главе 5 371
377 379
413
Заключение 374
Список сокращений и условных обозначений Список литературы
