Техника и методика геофизического эксперимента : сборник научных трудов / Рос. акад. наук, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 2003. – 194 с.

А.А.Галахов, А.Ю.Карпечко ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СКОРОСТИ ВЕТРА ПРИ ПОМОЩИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТЕРМОМЕТРА - АНЕМОМЕТРА Измерение вертикальной составляющей скорости ветра (ВССВ) необходимо для исследования турбулентных характеристик в приземном слое атмосферы, в частности, при определении величины вертикальных потоков малых газовых составляющих для расчета скорости разрушения озона на поверхности земли. В лаборатории "Атмосферы Арктики" ПГИ был разработан ультразвуковой термометр- анемометр (УЗТА), позволяющий одновременно измерять вертикальную компоненту скорости ветра и температуру окружающей среды (Галахов, 1997). В данном приборе для определения вертикальной компоненты скорости ветра V и температуры Т использован алгоритм, предложенный в работе (Hanafusa, 1982): где К = L2/[4 (20.067)2 (1+0.3192 е/р)]; е - упругость водяного пара; р - давление воздуха; L - длина измерительной базы; tj, t 2 - время прохождения звука в прямом и обратном направлениях. Точность определения данных параметров среды зависит от точности измерения длины измерительной базы прибора L (L~53 cm). При ошибки в измерении длины базы 1 мм (что соответствует относительной погрешности 0 . 2 %) абсолютная погрешность определения температуры воздуха и скорости ветра составляет соответственно 2°С и 60 см/с. Поскольку характерное значение среднеквадратического отклонения вертикальной скорости ветра при горизонтальной скорости ветра 6-10 м/с и стратификации, близкой к нейтральной, составляет 40- 70 см/с (Пановский, Дэленд, 1962), то относительная ошибка таким образом может превышать 100%. Конструкция УЗТА и самих датчиков такова, что непосредственное измерение длины базы не может обеспечить более высокую точность. В данной работе описывается методика измерений ВССВ, которая обеспечивает относительную погрешность не хуже 10 %. Методика измерения В основе принципа действия УЗТА лежит измерение времени прохождения звука от передатчика к приемнику в прямом и обратном направлении. Температура воздуха и проекция скорости ветра на направление передатчик-приемник определяются по формулам (1) и (2). В разработанном УЗТА используется две пары передатчик-приемник, поэтому формулы (1) и (2) преобразуются в Введение V= L ( t,- 1 2) / 2 1 , t 2 T = K [ ( t , + t 2 ) / t , t2]2, ( 1 ) ( 2 ) 129