×
12.07.2020
220.018.320e

Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002726267
Дата охранного документа
10.07.2020
Аннотация: Изобретение относится к средствам определения физического эффекта воздействия на градовые облака. Сущность: до начала воздействия на градовое облако в зоне роста града с помощью двухволнового автоматизированного радиолокационного комплекса определяют точку с максимальным значением радиолокационной отражаемости на длине волны η см. Для данной точки определяют радиолокационную отражаемость на длине волны η см. Рассчитывают для данной точки начальные значения трех основных физических параметров микроструктуры града: среднего размера града, концентрации градовых частиц, потока кинетической энергии града. Затем в сторону роста града вносят реагент. После чего для указанной точки в каждом цикле обзора определяют новые значения радиолокационной отражаемости на длине волны η см и на длине волны η см. По полученным значениям отражаемости рассчитывают значения тех же параметров микроструктуры града: среднего размера града, концентрации градовых частиц, потока кинетической энергии града. Определяют тенденцию изменения данных параметров и оценивают физический эффект воздействия на градовое облако. Технический результат: обеспечение оперативного контроля физического эффекта воздействия на градовые облака. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области активных воздействий (АВ) на гидрометеорологические объекты и может быть использовано для определения физического эффекта воздействия на градовые облака.

Известны различные способы оценки физической эффективности противоградовой защиты (ПГЗ), основанные на инструментальных методах, а также методах оценки данного эффекта по потерям урожая [1].

Согласно [1] (стр. 2), под физической эффективностью ПГЗ понимается степень успешности АВ, выраженная через изменения их физических параметров или ущерба от градобитий.

В нашем случае рассматривается физический эффект воздействия на градовые облака, под которым понимается успешность АВ, выраженная через изменение физических параметров облачной среды в зоне роста града непосредственно в процессе воздействия.

Оценка эффективности ПГЗ известными методами [1] (стр. 6-13) осуществляют путем сравнения значительного количества характеристик градовых осадков на защищаемой территории (частота выпадения града, площадь выпадения града, площадь поврежденных от градобития сельхозкультур, площадь градобития в пересчете на 100% повреждения, процент потерь сельхозпродукции от градобитий, карты кинетической энергии градовых осадков и глобальной кинетической энергии градовых осадков и на сравнении глобальной кинетической энергии града на защищаемой территории в год защиты и в период до защиты.

Недостатком известных способов является низкая точность измерения, обусловленная необходимостью измерения огромного количества различных определяющих физических параметров градового облака на разных стадиях его развития после воздействия на него реагентом, а также сложность реализации способов на практике. Оценку физической эффективности в данном случае осуществляю по окончании сезона или многолетнего периода защиты путем сравнения значений физической эффективности градовых осадков на защищаемой территории до и в период защиты или с их значениями на контролируемой территории [1] (стр. 4, п. 4.4.).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ оценки физического эффекта засева объектов воздействия (ОВ), по изменению макрофизических характеристик засеянных облаков (их ячейковой структуры, пространственного строения конвективных ячеек, динамики развития облачной системы, площади навеса радиоэха, высоты и площади повышенного радиоэха) и изменению их микрофизических характеристик (приведенной водности и интегрального водосодержания конвективных ячеек, размера и кинетической энергии града) и их распределения в пространстве [2] (стр. 391-394).

При этом основными показателями реакции ОВ на засев в прототипе является трансформация пространственной структуры радиоэха:

- опускание нижней границы и исчезновение навеса радиоэха;

- трансформация характерной упорядоченной несимметричной структуры радиоэха суперячейковых и многоячейковых градовых облаков в осесимметричную;

- уменьшение поперечных размеров, высоты, площади и исчезновение объемов повышенной отражаемости в области отрицательных температур;

- трансформация одной области мощного радиоэха в несколько областей с более низкой отражаемостью;

- изменение направления и скорости перемещения засеянных реагентом ОВ.

По мнению авторов известного способа, уменьшение этих показатели свидетельствует об успешности проведенного АВ. Однако, как показывают практика и результаты анализа с воздействием и без, контроль огромного количества определяющих физических параметров градовых облаков сложен, что не обеспечивает оперативный контроль физического эффекта на градовые облака [3].

С учетом указанных недостатков, техническим результатом заявленного способа является обеспечение оперативного контроля физического эффекта воздействия на градовые облака, по изменению ограниченного числа определяющих параметров в зоне роста града после внесения реагента.

Технический результат достигается тем, что в известном способе оценки физического эффекта воздействия на градовые облака, путем радиолокационного зондирования облака на двух длинах волн η10=10 см и η3,2=3,2 см, с последующим определением степени изменения определяющих физических параметров облачной среды в зоне роста града после засева данной зоны реагентом, и оценки на этой основе физического эффекта активного воздействия, согласно предлагаемому способу предварительно, до начала воздействия на градовое облако реагентом, в зоне роста града с помощью двухволнового автоматизированного радиолокационного комплекса определяют точку с максимальным значением радиолокационной отражаемости на длине волны η10 см, для которой затем определяют отражаемость на длине волны η3,2 см, после чего с помощью данного комплекса для данной точки рассчитывают начальные значения трех основных определяющих физических параметров микроструктуры:

средний размер града

концентрацию градовых частиц

поток кинетической энергии града

где А, В, С, β, α1, α2, c1 и с2 - эмпирические коэффициенты,

затем в зону роста града известными методами вносится реагент, после чего для данной точки в каждом цикле обзора определяют новые значения радиолокационной отражаемости η10 и η3,2, и по ним определяют значения тех же параметров микроструктуры града:

средний размер града

концентрация градовых частиц

поток кинетической энергии града

после чего определяют тенденцию изменения данных параметров по знаку величин:

изменение среднего размера града

изменение концентрация градовых частиц ΔNi=Nн-Ni

изменение поток кинетической энергии града

затем исходя из этой тенденции проводят оценку физического эффекта воздействия на градовое облако, полагая эффект воздействия успешным, если средний размер града и поток кинетической его энергии уменьшаются, а концентрация градовых частиц увеличивается, т.е. соблюдается условие: и , .

Технический результат достигается и тем, что в расчетах для градовых облаков второй и третьей категории используются коэффициенты, имеющие следующие значения: А=2,42; В=1,8⋅105; С=2,3⋅107; β=-0,796; α1=1,796; α2=-0,376; c1=0,819; с2=0,181.

Заявленный способ прост в реализации и обеспечивает в течение 15-20 минут после внесения реагента в зону роста града оперативный контроль физического эффекта воздействия на градовые облака, по изменению ограниченного числа определяющих параметров.

На рисунке показаны схематично: 1 - градовое облако; 2 - зона роста града, ограниченная во фронтальной части контуром радиолокационной отражаемостью η10=45 dBZ; 3 - двухволновый автоматизированный радиолокационный комплекс; 4 - навес радиоэха; 5 - восходящие воздушные потоки; Стрелкой показано направление движения градового облака 1, а буквой «М» обозначена точка с максимальным значением радиолокационной отражаемости на длине волны η10 см. Зона градовых осадков 2 расположена в области отрицательных температур и представляет собой область высокого содержания зародышей града и растущих градин, подпитываемая влагой, несущими воздушными восходящими потоками 5.

Пример выполнения предлагаемого способа

Предлагаемый способ был реализован на практике при проведении работ по активным воздействиям 5 июля 2019 года в Северокавказской военизированной службе.

В результате радиолокационного зондирования градового облака третьей категории 1, в зоне роста града 2 была определена точка «А», которая имела исходную максимальную отражаемость η10=59 dBZ на длине волны излучения 10 см. Для этой же точки «А» с помощью программного обеспечения двухволнового автоматизированного радиолокационного комплекса 3 была вычислена отражаемость на длине волны 3,2 см, которая составила η3,2=43 dBZ.

Оценка физического эффекта воздействия на градовое облако проводилась в полном соответствии с предлагаемым способом. При этом использовались следующие значения коэффициентов для градового облака третьей категории: А=2,42; В=1,8⋅105; С=2,3⋅107; β=-0,796; α1=1,796; α2=-0,376; c1=0,819; с2=0,181.

Значения определяющих параметров облачной среды в зоне роста града до воздействия (1632) и после воздействия (1638, 1643, 1649 и 1655) приведены в таблице 1.

Из приведенных данных следует, что физический эффект АВ в рассматриваемом эксперименте проявился уже через 12 минут после внесения реагента в зону роста града 2. При этом стало соблюдаться условие: и . До 12 минут данные условия не соблюдались по той причине, что за это время реагент не успел сработать. Инкубационный период срабатывания реагента, как показала практика, составляет 8-15 минут. Данный период зависит от многих факторов, в том числе от размеров облака, коэффициента турбулентности, скорости воздушных потоков, температурных градиентов и прочих параметров облачной среды.

В отличие от прототипа заявленный способ прост в реализации и обеспечивает оперативный контроль физического эффекта воздействия на градовые облака в течение 15-20 минут по изменению ограниченного числа определяющих параметров облака после внесения реагента в зону роста града. Способ позволяет также осуществлять оперативный контроль успешности проведения противоградовых операций и уточнять дальнейшую стратегию проведения воздействия на градовые облака различных типов.

Источники информации

1. Руководящий документ РД 52.37.732-2010. Методы определения эффективности активного воздействия на градовые процессы и порядок отчетности о проведении противоградовой защиты. - Нальчик. Редакция журнала «Эльбрус» С. 6-13.

2. A.M. Абшаев, М.Т. Абшаев, М.В. Барекова, A.M. Малкарова. Руководство по организации и проведению противоградовых работ. - Нальчик, 2014. С. 391-394. Прототип.

3. Инюхин B.C. Закономерности рассеяния радиолокационного сигнала сантиметрового диапазона в градовых осадках // Радиолокационная метеорология и активные воздействия: (сборник статей) - СПб.: ГГО. 2012. С. 133-145.


Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-6 of 6 items.
13.07.2019
№219.017.b337

Плювиограф для измерения атмосферных осадков

Изобретение относится к устройствам для регистрации количества и интенсивности выпадающих в жидком состоянии атмосферных осадков. Сущность: плювиограф содержит установленный под заданным углом к горизонту плоский осадкосборник (1), под стоком которого размещен желоб (2). Желоб (2) выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694274
Дата охранного документа: 11.07.2019
08.11.2019
№219.017.df27

Способ инициирования молниевых разрядов в грозовых облаках

Изобретение может быть использовано для регулирования осадкообразования и электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска, таких как космодромы, атомные станции, авиалинии и т.д., где требуется специальная защита от молниевых разрядов. Молниевые разряды в грозовых облаках...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705287
Дата охранного документа: 06.11.2019
24.12.2019
№219.017.f152

Противоградовая ракета

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к противоградовым ракетам, используемым для активного воздействия на грозоградовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков. Технический результат – повышение надежности работы ракеты и безопасности ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709897
Дата охранного документа: 23.12.2019
15.02.2020
№220.018.0289

Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака

Изобретение относится к пиротехническим составам, используемым в метеорологических ракетах для воздействия на грозоградовые облака с целью искусственного вызывания осадков и борьбы с градом. Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака, включающий перхлорат аммония,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714191
Дата охранного документа: 12.02.2020
06.07.2020
№220.018.2f9c

Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к способам активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы с целью обеспечения благоприятных метеорологических условий для функционирования космодромов, аэропортов и дорожно-транспортных коммуникаций. Осуществляют возгонку исходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725693
Дата охранного документа: 03.07.2020
20.05.2023
№223.018.6781

Способ определения степени засухи и вероятности её наступления при производстве сельскохозяйственных культур в условиях засух

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для повышения эффективности производства с/х культур на территориях, на которых возможности орошения или полива с/х земель ограничены или невозможны из-за отсутствия воды или особенностей рельефа. В способе подбирают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794981
Дата охранного документа: 26.04.2023
Showing 1-10 of 26 items.
27.09.2014
№216.012.f6e6

Ракетная пусковая установка

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в ракетном вооружении. Ракетная пусковая установка содержит основание, стойку, опорно-поворотное устройство, качающуюся платформу с направляющими для размещения ракет, приводы наведения со стопорными устройствами, блоки индикации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529043
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.10.2014
№216.013.01c6

Способ тестирования устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах

Изобретение относится к области тестирования устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов с целью обеспечения безопасности проведения рекреационных мероприятий. Сущность: осуществляют динамическое силовое воздействие на снежный пласт, прилегающий к пригребневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531852
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.02.2015
№216.013.2bd3

Переносной противолавинный комплекс

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к техническим средствам и методам воздействия на склоновые процессы с целью предупредительного спуска лавин путем обстрела снежных склонов из орудий и минометов. Противолавинный комплекс содержит пушку, размещенный на опорной плите с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542676
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c98

Способ определения толщины снежного покрова в лавинных очагах

Изобретение относится к способам дистанционного определения толщины снежного покрова и может быть использовано с целью прогнозирования лавинной опасности. Сущность: последовательно проводят летние и зимние зондирования склона с использованием лазерного дальномера. Зондируя склон под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547000
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.08.2015
№216.013.72fe

Одноволновый радиолокационный способ измерения размера градовых частиц в облаках в зоне их роста

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано для измерения размера градовых частиц в зоне их роста. Сущность: по данным аэрологического зондирования атмосферы строят график изменения температуры и скорости восходящих воздушных потоков по высоте облака....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561008
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.09.2015
№216.013.7e9f

Сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега

Изобретение относится к определению механических характеристик грунтов в лабораторных и полевых условиях. Для этого используют сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега. Устройство содержит две вертикальные и расположенные соосно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564012
Дата охранного документа: 27.09.2015
20.12.2015
№216.013.9b2c

Способ активных воздействий на грозоградовые процессы

Изобретение относится к области активных воздействий на атмосферные процессы и предназначено для защиты от грозы и града сельскохозяйственных угодий, для регулирования электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии) для защиты от молниевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571349
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b2d

Противоселевое заторное сооружение

Изобретение относится к области противоселевых сооружений, а именно к области активных воздействий на селевые потоки с целью защиты от последних населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений, рекреационно-спортивных объектов и т.д. Сооружение включает металлическую объемно-каркасную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571350
Дата охранного документа: 20.12.2015
13.01.2017
№217.015.6b60

Устройство для забора воды малых струящихся водопадов

Изобретение относится к области гидрологии, а именно к устройствам для забора проб воды при измерении локального и общего расхода воды малых струящихся водопадов, где площадь стекания воды может составлять несколько десятков квадратных метров. Устройство для забора воды содержит прикрепленную к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592630
Дата охранного документа: 27.07.2016
25.08.2017
№217.015.b042

Способ определения маршрута натурного обследования близлежащих селевых бассейнов

Изобретение относится к области исследований опасных склоновых процессов и может быть использовано при обследовании селевых бассейнов. Сущность: предварительно выбранные маршруты натурных обследований близлежащих селевых бассейнов (1) объединяют в единый маршрут (5). Причем указанный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613480
Дата охранного документа: 16.03.2017
+ добавить свой РИД