СВЧ-радиометрические исследования влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат технических наук Караваев, Дмитрий Михайлович

• Караваев, Дмитрий Михайлович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Караваев, Дмитрий Михайлович

Введение.

Глава 1. СВЧ-радиометрический метод определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

1.1. Перенос радиотеплового излучения в атмосфере.

1.1.1. Уравнение переноса радиотеплового излучения, исходные допущения.

1.1.2. Поглощение микроволнового излучения в атмосфере и облаках.

1.1.3. Вариации радиояркостной температуры атмосферы над океаном.

1.2. Метод определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

1.2.1. Определение влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

1.2.2. Определение водозапаса облаков.

1.3. Методы исследования характеристик радиотеплового излучения атмосферы.

1.3.1. Методы относительных угломестных измерений.

1.3.2. Метод абсолютных измерений радиотеплового излучения.

Глава 2. СВЧ-радиометрическая аппаратура для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса.

2.1. Принципы построения СВЧ-радиометров ММ и СМ диапазонов.

2.2. Автоматизированный СВЧ-радиометричекий комплекс для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

2.2.1. Структурная схема и состав СВЧ-радиометрического комплекса.

2.2.2. Регистрация данных СВЧ-радиометрических измерений.

2.2.3. Технические характеристики СВЧ-радиометрического комплекса.

2.3. Радиометр-поляриметр ЗбГГц для определения водозапаса облаков.

2.3.1. Структура и технические характеристики поляриметра.

2.3.2. Калибровка радиометра-поляриметра 36 ГГц.

2.4. Методы калибровки СВЧ-радиометров.

2.5. Валидация СЬША-ЫЕТ СВЧ-радиометров.

2.6. Перспективы совершенствования метеорологических СВЧ-радиометрического комплекса.

Глава 3. СВЧ-радиометрические исследования влагозапаса атмосферы и. водозапаса облаков.

3.1. Методики и средства исследований влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

3.2. Пространственно-временная изменчивость влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

3.2.1. Влагозапас атмосферы и водозапас облаков над океаном: эксперимент «Атлантэкс 90».

3.2.2. Влагозапас атмосферы и водозапас облаков в различные сезоны в п.Воейково.

3.2.3. Результаты сравнительных экспериментов: погрешность определения влагозапаса атмосферы.

3.2.4. Структурные функции влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

3.2.5. О корреляции водозапаса облаков с влагозапасом атмосферы.

3.3. Водозапас слоистообразных облаков.

3.3.1. Результаты сравнения с эмпирическими моделями.

3.3.2. Сравнительные эксперименты в период CLIWA-NET.

3.3.3. Кумулятивные распределения водозапаса облаков.

3.4. СВЧ-радиометрические исследования атмосферы в период развития конвективных облаков.

3.4.1. Методика, средства наблюдений атмосферы, конвективных облаков, гроз.

3.4.2. Влагозапас атмосферы в период развития конвективных облаков, гроз.

3.4.3. Определение водозапаса конвективных облаков с помощью ПАРЛС.

3.4.4. О деполяризации излучения ЗбГГц конвективных облаков и осадков

3.4.5. Использование СВЧ-радиометров в период мероприятий по метеозащите С-Петербурга.

3.5. Разработка СВЧ-радиометрического критерия в задачах прогноза опасных гидрометеорологических явлений.

3.6. Интегральные функции распределения ослабления микроволн.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «СВЧ-радиометрические исследования влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков»

Дистанционные радиофизические методы исследования метеопараметров атмосферы интенсивно развивались в последние десятилетия. Необходимость этих исследований определялась широким кругом задач метеорологии, климатологии, физики облаков, астрономии и др., для решения которых информация о температуре, влажности атмосферы, водности облаков, имеет первостепенное значение. В частности среди них особое место занимают проблемы общей циркуляции атмосферы и изменений климата; исследования энергетики взаимодействия атмосферы и океана требуют корректного учета различных составляющих баланса тепла и влаги в атмосфере (фазовые, радиационные притоки и тд.). Другой важной проблемой является моделирование процессов облакообразования и осадкообразования; отработка и оценка качества моделей невозможны без экспериментальных данных о метеопараметрах атмосферы и облаков. Развитие систем связи, работающих в СМ и ММ диапазонов длинн волн делает задачу изучения факторов, определяющих условия распространения радиоволн в различных регионах особенно актуальными. Такие преимущества метода как дистанционность, оперативность, непрерывность, высокое пространственное разрешение, потенциальная автономность и "всепогодность" особенно важны для разработки методов сверхкраткосрочного прогноза опасных явлений, контроля результатов активных воздействий, проведения валидации спутниковой информации.

В настоящее время профили основных метеопараметров атмосферы (температуры, влажности, давления, скорости и направления ветра) определяются из результатов радиозондирования атмосферы, которое осуществляется на метеорологической сети 2 раза в сутки. Радиозонд не позволяет измерять водность облаков, а характеристики влагосодержания атмосферы часто испытывают значительные изменения за время между выпусками зондов, поэтому СВЧ-радиометрический метод является одним из немногих методов получения информации о характеристиках влагосодержания облачной атмосферы, основным достоинством которого по сравнению с контактным (например: методом самолетного зондирования) является возможность получения непрерывной во времени, оперативной информации, практически при любых метеоусловиях. Применение СВЧ-радиометров особенно перспективно для решения задач сверхсрочного прогноза осадков, гроз, контроле результатов активных воздействий. Важность решения перечисленных и других прикладных задач метеорологии определяет актуальность теоретических и экспериментальных исследований метеопарамеров атмосферы методами радиотеплолокации (СВЧ-радиометрии).

Разработка метода СВЧ-радиометрии в ГГО началась в середине 60-х и связана с именем профессора К.С.Шифрина. За последние более чем 40лет выполнены фундаментальные исследования переноса радиотеплового излучения в атмосфере, разработаны методы решения обратных задач, а также проводилась разработка многоканальных СВЧ-радиометров. Значительный вклад в развитие метода СВЧ-радиометрии атмосферы внесли А.Е.Башаринов, А.Г.Горелик, Б.Г.Кутуза, А.П.Наумов, Г.Г.Щукин, Е&Я^е81\уа1ег. Более подробный обзор литературы отражен в монографии В.Д.Степаненко, Г.Г.Щукин, Бобылев Л.П., Матросов С.Ю. «Радиотеплолокация в метеорологии».

Вместе с тем, задача повышения достоверности данных дистанционного зондирования атмосферы и облаков остается актуальной (это показал, в частности, международный эксперимент ВАЬТЕХ, проводившийся в 20012002гг.). Решение этой задачи подразумевает обоснование и разработку оптимальных технических решений и методик автоматических СВЧ-радиометрических измерений, расширение и оптимизацию спектрального состава регистрируемого излучения, совершенствование и апробацию алгоритмов обработки результатов дистанционного зондирования. Актуальность решения этих задач также обусловлена необходимостью в разработке экономичных сетевых автоматизированных СВЧ-радиометрических станций и совершенствования метрологического обеспечения СВЧ-радиометрических измерений.

Среди важных направлений экспериментальных исследований особое место занимают комплексные исследования атмосферы с целью получения новых данных об изменчивости параметров атмосферы в период развития опасных гидрометеорологических явлений, мощных конвективных (в том числе грозовых облаков). Для решения таких задач применение средств пассивного и активного радиолокационного зондирования атмосферы с элементами поляризационного анализа актуально для изучения особенностей пространственно-временной изменчивости характеристик влагосодержания атмосферы, облаков и осадков, фазового состава облаков, содержания переохлажденной влаги в мощных конвективных облаках.

Задачей данной работы являлось систематизация и разработка аппаратурно-методических вопросов получения и обработки данных о влагозапасе атмосферы и водозапасах облаков методом наземной СВЧ-радиометрии и проведениие экспериментальных исследований влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков в широком диапазоне пространственно-временных масштабов. Организация мониторинга основных метеопараметров средствами дистанционного зондирования требует дальнейшего совершенствования как аппаратуры (оптимизации схемных решений, создание простых и надежных автономно работающих информационно-измерительных СВЧ-радиометрических комплексов), так и методики СВЧ-радиометрических измерений. Необходимость накопления и систематизации большого обьема информации, получаемой при длительных СВЧ-радиометрических измерениях требует решения задач автоматизации экспериментов, обеспечение возможности оперативного использования радиометрической информации для решения задач метеорологии. Основными целями работы ставилось развитие СВЧ-радиометрического метода определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков, создание автоматизированной аппаратуры, совершенствование методики измерения характеристик радиотеплового излучения атмосферы, проведение экспериментов, направленных на исследование параметров атмосферы и процессов, происходящих в тропосфере. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• теоретические исследования переноса микроволнового излучения в облачной атмосфере для случая зондирования с поверхности Земли, разработка СВЧ-радиометрического метода определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков из измерений интенсивности нисходящего радиотеплового излучения атмосферы и анализ погрешностей определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков;

• систематизация принципов построения наземной автоматизированной СВЧ-радиометрической аппаратуры для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков, определение требований к характеристикам аппаратурного комплекса, создание автоматизированного СВЧ-радиометрического комплекса аппаратуры и исследование его характеристик, разработка алгоритмов обработки данных СВЧ-радиометрического зондирования атмосферы;

• экспериментальные исследования, направленные на изучение временной (пространственной) изменчивости характеристик нисходящего радиотеплового микроволнового излучения облачной атмосферы, влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков в различных регионах при различных метеоусловиях, в том числе в период развития опасных гидрометеорологических явлений; Основной материал диссертации изложен в трех главах, тематика которых определялась поставленными целями работы, основные выводы и итоги работы отражены в заключении. Диссертация содержит 167 страниц основного текста, 45 рисунков, 24 таблицы. Список литературы включает 186 наименований.

В первой главе рассматриваются физические основы дистанционного СВЧ-радиометрического метода определения метеопараметров атмосферы и методики определения интегральных параметров атмосферы как влагозапас атмосферы и водозапас облаков по результатам измерений интенсивности нисходящего собственного радиотеплового излучения атмосферы. Определены основные требования к техническим параметрам аппаратурного комплекса для определения характеристик влагосодержания атмосферы методом СВЧ-радиометрии.

Приводятся основные соотношения, описывающие перенос радиотеплового излучения в атмосфере. Показано, что основной вклад в излучение (поглощения) излучения в СВЧ-диапазоне вносят водяной пар, кислород, жидкокапельные облака и осадки. Сформулирована задача определения интегральных параметров атмосферы влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков по собственному радиотепловому излучению атмосферы, и приведены наиболее информативные участки спектра собственного радиотеплового излучения атмосферы (1.6-1.9 мм, 4.2-3.0 мм, 7-9.5 мм, 12.8-14.3 мм, 20-32 мм). Для атмосферы, содержащей слоистообразные облака, решается задача определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков из результатов измерения характеристик радиотеплового излучения атмосферы (радиояркостной температуры, оптической толщины) на частотах вблизи центра линии поглощения водяного пара 21.0ГГц и 36.5ГГц, а для атмосферы, содержащей мощные конвективные облака решается задача определения водозапаса облаков из измерений характеристик радиотеплового излучения атмосферы при частотах зондирования 9.3 ГГц и 36.5 ГГц. Выполнен сравнительный анализ методов СВЧ-радиометрических измерений характеристик радиотеплового излучения из относительных измерений радиотеплового излучения и абсолютных измерений радиояркостных температур, и определены требования к параметрам СВЧ-радиометрического комплекса аппаратуры для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков.

Вторая глава посвящена изложению принципов построения СВЧ-радиометрической аппаратуры для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков. Дано описание созданных в ГУ «ГГО» автоматизированного двухканального 21ГТц и ЗбГГц (Я, =14 мм, Л2 = 82 мм) СВЧ-радиометрического комплекса аппаратуры для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков и поляризационного СВЧ-радиометра (Я = 82 мм) для определения водозапаса облаков. Исследованы технические характеристики комплексов, рассмотрены методы калибровки СВЧ-радиометров. Приводятся некоторые результаты сравнительных экспериментов по исследованию радиотеплового излучения атмосферы СЫ>УА->ШТ СВЧ-радиометрами в период международного эксперимента ВАЬТЕХ (Кабау, август 2001 г). Даны рекомендации о перспективных направлениях совершенствования комплекса СВЧ-радиометрической аппаратуры, связанные с улучшением тактико-технических характеристик аппаратуры, разработкой метрологического обеспечения сетевых СВЧ-радиометрических измерений.

Третья глава посвящена анализу результатов экспериментальных исследований атмосферы с применением методов СВЧ-радиометрии. Представлены некоторые результаты экспериментальных исследований влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков, выполненных с помощью автоматизированного СВЧ-радиометра 21.0ГГц и 36.5ГГц в различных регионах: над сушей (Ленинградская область) в период с 1989 по 2007гг., и над океаном в районах Северной Атлантики весной 1990г. Проанализирована связь изменений влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков с изменениями синоптической ситуации. Используя аппарат структурных функций, выполнен анализ временных флуктуаций влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков на мезометеорологическом и синоптическом временных масштабах. Представлены результаты исследований влагозапаса атмосферы и водозапаса различных типов слоистообразных облаков как над сушей в различные сезоны года, так и над океаном и выявлены сезонные особенности кумулятивных распределений водозапаса облаков. Получены данные о влагозапасах атмосферы в период развития опасных явлений погоды, в том числе в период развития мощных конвективных, в том числе грозовых облаков. Получены оценки реальной погрешности определения влагозапаса атмосферы, путем сравнения СВЧ-радиометрических и радиозондовых данных. Получены эмпирические вероятностные распределения интегрального поглощения при длинах волн Я, =14 мм, /12 =8.2 мм для регионов исследования. Представлены некоторые результаты поляризационных исследований конвективных облаков и осадков при Л = 82 мм.

На основании проведенных исследований на защиту выносятся следующие основные положения и результаты исследований автора:

1. Результаты разработки и исследования автоматизированной СВЧ-радиометрической аппаратуры для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков с поверхности Земли, обоснование выбора структорной схемы аппаратуры и метода СВЧ-радиометрических измерений.

2. Результаты обработки СВЧ-радиометрических данных, выполненных в различных регионах при различных метеоусловиях, над океаном и над сушей, в том числе в период развития глубокой конвекции и гроз, и предложения по использованию СВЧ-радиометрической информации в задачах прогноза опасных гидрометеорологических явлений;

3. Результаты анализа погрешностей СВЧ-радиометрического метода определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков;

4. Результаты исследования временной изменчивости влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков в различных регионах средних широт (над океаном и над сушей);

5. Результаты оценки влияния вариаций влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков на интегральное ослабление микрорадиоволн в облачной атмосфере. Научная новизна работы состоит в совершенствовании СВЧрадиометрического метода определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков. В этих целях выполнено следующее:

• обоснована и реализована структурная схема автоматизированного СВЧ-радиометрического комплекса аппаратуры для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков;

• оптимизирована методика измерения характеристик радиотеплового излучения атмосферы в СВЧ-диапазоне, обеспечивающая минимальные погрешности определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков;

• проведен анализ реальной погрешности определения влагозапаса облачной атмосферы по результатам измерений характеристик радиотеплового излучения атмосферы на длинах волн около 13,5 мм и 8 мм при различных метеоусловиях;

• впервые выполнен анализ пространственно-временной изменчивости влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков в различных регионах, при различных синоптических ситуациях;

• впервые получены и проанализированы новые экспериментальные данные комплексного пассивно-активного радиолокационного зондирования атмосферы в период развития мощных конвективных (грозовых) облаков, и разработаны предложения по использованию СВЧ-радиометрической информации в задаче сверхкраткосрочного прогноза опасных гидрометеорологических явлений. Научная и практическая ценность работы. Наиболее важными представляются следующие результаты исследований:

• обоснована структурная схема автоматизированной аппаратуры, и методика СВЧ-радиометрических измерений, обеспечивающие определение влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков с поверхности Земли;

• оценена реальная погрешность определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков СВЧ-радиометрическим методом при различных метеоусловиях;

• экспериментальные данные о временной изменчивости влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков в различных регионах (над океаном и над сушей) в различные сезоны, при различных метеоусловиях;

Предложенные методики и средства определения параметров атмосферы применялись при проведении комплексных экспериментов по изучению параметров облачной атмосферы для решения проблем энергетики взаимодействия атмосферы и океана, контроля результатов активных воздействий, определения условий распространения радиоволн в тропосфере Земли. Результаты работы использовались в отчетах по ряду научно-исследовательских тем, выполненных по программе "Разрезы", связанных с активными воздействиями на облака, по межотраслевой научно-технической программе России "Физика микроволн", по международному проекту ВАЬТЕХ.

Разработанные в работе рекомендации направлены на построение перспективной системы влажностного зондирования на основе применения средств и метода сетевого СВЧ-радиометрического зондирования атмосферы для решения задач наукастинга и сверхкраткосрочного прогноза опасных гидрометеорологических явлений, связанных с развитием облаков и осадков. Результаты исследований, полученные в диссертации, могут использоваться при разработке наземной автоматизированной СВЧ-радиометрической аппаратуры температурно-влажностного зондирования атмосферы для обеспечения геофизического мониторинга атмосферы и решения других задач метеорологии. Апробация работы и публикации. Полученные в ходе выполнения работы результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах:

1. IV Всесоюзная конференция по исследованию роли энергоактивных зон океана в короткопериодных колебаниях климата (Одесса, октябрь 1990г);

2. II научная конференция "Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды" (Муром, июль 1992г.);

3. Международная конференция по применению дистанционных методов (Денвер, США, январь1992г);

4. XVIII Всеросийская конференция по распространению радиоволн (С-Петербург, сентябрь 1996г);

5. XIV Всероссийский симпозиум "Радиолокационные исследования природных сред" (С-Петербург, 1996г);

6. Всероссийская конференция по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы (Нальчик, октябрь 1997г.);

7. III международная выставка и симпозиум по дистанционным средствам измерения (Копенгаген, Дания, июль 1997г);

8. Региональные III, IV, VIII, IX, X конференции по распространению радиоволн (С-Петербург, 1997, 1998,2002,2003,2004гг.);

9. XXIII Генеральная ассамблея Европейского геофизического общества (Ницца, Франция, апрель 1998г);

10. V Международный симпозиум "Оптика атмосферы и океана" (Томск, июнь 1998г.);

11.111 научная конференция "Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды" (Муром, июнь 1999г.); 12.11 Всероссийский семинар по физике микроволн (Н.Новгород, март 1999г.); 13.Всероссийская конференция по физике облаков и активным воздействиям на гидрометеорологические процессы (Нальчик, октябрь 2005г.); М.Конференция ВМО по метеорологическим приборам и методам наблюдений

ТЕКО-2008 (С-Петербург, ноябрь 2008); 15.ХХП Всероссийская конференция по распространению радиоволн (Ростов- на

Дону, апрель 2008г.); 16.IV Всероссийская научная школа и конференция "Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред" (Муром, июль 2009г.); 17.Всероссийские научные конференции-чтения памяти Н.А.Арманда (Муром, июль 2010г.);

По результатам выполненных исследований опубликовано 32 работы, из них 6 работ опубликованы в ведущих рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК. Всем участникам совместных работ автор приносит свою благодарность.

Личный вклад автора заключался в постановке задач исследований, в формулировке требований к аппаратурному комплексу, участии в его создании, в разработке методик наблюдения, в проведении экспериментальных исследований атмосферы с помощью автоматизированных СВЧ-радиометров, в обработке и анализе полученных данных. При непосредственном участии автора разработаны и исследованы автоматизированный двухканальный СВЧ-радиометр 21.0ГГц и 36.5ГГц для определения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков и радиометр-поляриметр ЗбГГц, используемый в составе пассивно-активного радиолокационного комплекса (Л = 32 мм), в комплексе аппаратуры использовались СВЧ-радиометрические приемники, которые создавались совместно с Муромским филиалом ВлГУ и ЛПИ им.М.И.Калинина. Автором разработаны предложения по использованию методов сетевого СВЧ-радиометрического зондирования атмосферы для решения задач сверхкраткосрочного прогноза опасных гидрометеорологических явлений, связанных с развитием облаков и осадков.

Достоверность полученных в работе результатов обусловлена применением современной аппаратуры и методов измерений, математических методов обработки результатов экспериментов, а также проведением сравнительных экспериментов с применением независимых методов измерений. Автор выражает признательность руководителю работы доктору физ.-мат. наук, профессору Георгию Георгиевичу Щукину за постановку задачи и особое внимание к исследованиям в области СВЧ-радиометрии, проводимым автором на протяжении многих лет. Автор выражает благодарность доктору технических наук В.Д.Степаненко за обсуждения результатов работы и ценные замечания. Отдельные слова благодарности автор приносит к.т.н. С.М. Гальперину за помощь в проведении экспериментальных исследований грозовых облаков. Автор выражает благодарность всем сотрудникам ОРМИ и других отделов ГУ «ГГО» за полезные обсуждения, помощь и поддержку, оказанную при выполнении работы.

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Караваев, Дмитрий Михайлович

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. На основании выполненного анализа погрешностей измерения характеристик нисходящего радиотеплового излучения облачной атмосферы и исследований микроволнового излучения атмосферы обоснован выбор структурной схемы и параметров автоматизированной СВЧ-радиометрической аппаратуры для непрерывной диагностики влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков. В состав созданного комплекса аппаратуры включены СВЧ-радиометры, работающие на частотах около 21.0 ГГц и 36.5 ГГц, реализующие модуляционный принцип измерений, процесс сбора данных автоматизирован;

2. Усовершенствована методика измерения влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков из результатов наземных абсолютных измерений радиотеплового излучения на двух частотах вблизи частот 21.0ГТц и 36.5 ГГц.

3. Получены оценки реальной погрешности определения влагозапаса атмосферы из результатов сравнения данных СВЧ-радиометрических и расчетных (радиозондовых) измерений. Средняя квадратическая погрешность определения влагозапаса атмосферы из результатов СВЧ-радиометрических измерений для случая атмосферы, содержащей слоистообразные облака без осадков, при вариациях влагозапаса атмосферы в зените 2.45 кг/м2, для различных районов исследований составляла 0.7. 1.3 кг/м с доверительной вероятностью 0.9.

4. Выполненный статистический анализ СВЧ-радиометрических данных о водозапасах слоистообразных облаков обнаруживает удовлетворительное согласие средних значений водозапасов слоистообразных облаков с имеющимися эмпирическими данными о водозапасах различных видов облаков. Впервые экспериментально изучены региональные и сезонные особенности интегральных вероятностных распределений водозапаса облаков. В частности, из выполненного анализа следует, что в зимний период в Ленинградской области в 95% времени водозапас облаков не превышал 0.28 кг/м2.

5. Впервые на основании анализа синоптических и мезомасштабных вариаций влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков в различнх регионах: над океаном (в Северной Атлантике) и в Ленинградской области, при различных условиях, в том числе в период развития опасных гидрометеорологических условий (мощных конвективных облаков, гроз), изучены сезонные и региональные особенности корреляционной связи между влагозапасом атмосферы и водозапасом облаков в Северной Атлантике и в Ленинградской области. В частности, наибольшая корреляция между влагозапасом атмосферы и водозапасом облаков отмечается в холодный период времени, когда г&у— 0.7.

6. На основе анализа экспериментальных данных радиолокационного и СВЧ-радиометрического зондирования атмосферы в период развития конвективных облаков разработаны рекомендации по использованию СВЧ-радиометрической информации в задаче сверхкраткосрочного прогноза опасных явлений, связанных с развитием опасных явлений (гроз, ливней), предложена простая модель для построения СВЧ-радиометрического прогностического критерия. Определены перспективы развития СВЧ-радиометрического метода сетевого влажностного зондирования атмосферы;

7. Получены статистические оценки вариаций влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков. Показано, что в предположении "замороженной турбулентности" средние структурные функции влагозапаса атмосферы в интервале масштабов от единиц до 1000 км аппроксимируются типичным для двухразмерной турбулентности законом "степени 2/3". Даны оценки сезонной изменчивости структурного коэффициента влагозапаса атмосферы в

1 /л интервале (0.17.0.52) кг м" км" ; 8. Проанализировано влияние временных и пространственных вариаций влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков на интегральное ослабление облачной атмосферы в СВЧ-диапазоне. Получены статистические оценки спектров интегрального ослабления реальной атмосферы при длинах волн 32.3 мм.

Таким образом, выполненные исследования представляют решение важной научно-технической задачи, связанной с разработкой и построением системы оперативной диагностики влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков, определяют дальнейшие пути развития СВЧ-радиометрического метода дистанционного зондирования параметров атмосферы. Выполненные в работе исследования и аппробированные методы СВЧ-радиометрического зондирования атмосферы являются основой для создания системы влажностного зондирования атмосферы в России и разработки метода сетевого влажностного зондирования атмосферы. Перспективные направления использования СВЧ-радиометрического зондирования атмосферы связаны с решением ряда задач метеорологии, среди которых выделяются задачи наукастинга, и сверхкраткосрочного прогноза опасных гидрометеорологических явлений, связанных с развитием облаков, осадков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации выполнены экспериментальные и теоретические исследования характеристик радиотеплового излучения атмосферы в микроволновом диапазоне, влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков методом СВЧ-радиометрии, которые заключались в разработке и аппробации методики измерений характеристик радиотеплового излучения облачной атмосферы с поверхности Земли и определения интегральных параметров атмосферы, развития методологических основ построения наземной автоматизированной аппаратуры дистанционного зондирования атмосферы для решения задач метеорологии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Караваев, Дмитрий Михайлович, 2010 год

1. Абрамян Л.Э., Венгер А.П., Грачев В.Г., и др. Спектральный приемник на волну 1.35 см.-Изв. CAO АН СССР. Астрофизические исследования. 1984, т. 20, с. 149-157.

2. Алексеенков В.И.,Калашников B.C., Немлихер Ю.А.,Рукавицын А.Ф., Струков И.А. Машинное проектирование гибридных интегральных СВЧ-устройств.-Научная аппаратура для космических исследований. М., Наука, 1987, с.77-86.

3. Аквилонова А.Б., КрыловаМ.С., Кутуза Б.Г., Петренко Б.З., Саворский В.Л., Смирнов М.Т. Методические вопросы автоматизации и обработки спутниковых СВЧ-радиометрических данных. Исследования Земли из космоса. 1989. т.32, №11, С.68- 73.

4. Аквилонова А.Б., Кутуза Б.Г. Радиотепловое излучение облаков. -Радиотехника и электроника, 1978, т. 23, вып.9, с.1793-1806.

5. Алешин В.И., Плечков В.М., Баркан Т.Е. Определение интегрального влагосодержания безоблачной атмосфйеры методом относительных измерений ее радиоизлучения. Изв. АН СССР Физика атмосферы и океана. 1984, т. 20, №6.

6. Ананов Н.И., Башаринов А.Е., Кирдяшев К.П., КутузаБ.Г. Флуктуации радиоизлучения облачной атмосферы в миллиметровом диапазоне волн. -Радиотехника и Электроника. 1965, т.10, №11, с.1941-1948.

7. Андреев Г.А., Агратин С.Г., Заенцев Л.В. Измерение коэффициентов полезного действия и рассеяния зеркальных антенн миллиметровых волн по радиотепловому излучению. Изв.Вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1989, т.32, №11, с.68.

8. Андреев Г.А., Исрефилов М.Г., Плечков В.М., Станкевич O.K. Диагностика вариаций интегрального ослабления ММВ облачной атмосферой по тепловому излучению. РАН ИРЭ. Препринт №5 (573). М.,1992, с.49.

9. Баранов В.Г., Бобылев Л.П., Довгалюк Ю.А., Дорофеев Е.В., Щукин Г.Г. Численное моделирование переноса радиотеплового излучения в конвективных облаках. Труды ГТО, вып. 508, 1987, с. 65-82.

10. Башаринов А.Е., Гурвич A.C., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты. М., Наука, 1974, 187с.

11. Башаринов А.Е., КутузаБ.Г. Исследование радиоизлучения и поглощения облачной атмосферы в миллиметровом и сантиметровом диапазонах волн.-Труды ГТО, 1968, вып.222, с.100-110.

12. Башаринов А.Е., Тучков Л.Т., Поляков В.М., АнановН.И. Измерение радиотепловых и плазменных излучений. М.,Сов. радио, 1968, с.390.

13. Башаринов А.Е., Горелик А.Г., Калашников В.В., Кутуза Б.Г. Определение параметров облаков и дождя по их радиоизлучению на волне 0.8 см. Труды ЦАО, 1970, №86, с.127-134.

14. Бобылев Л.П. Информативность, точность и оптимальные условия наземных радиотеплолокационных методов определения влагосодержания облачной атмосферы. Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук. Л., 1980,30с.

15. Бобылев Л.П., Васищева М.А., Щукин Г.Г. Определение параметров влагосодержания облачной атмосферы непосредственно по значениям радиояркостных температур.-Труды ГГО, 1977, вып. 395, с.59-67.

16. Бобылев Л.П., Дорофеев Е.В., Матросов С.Ю., Шульгина Е.М., Щукин Г.Г. Влияние гидрометеорного рассеяния на перенос радиотеплового излучения в атмосфере. -Труды ГГО., вып.508, с.83-90.

17. Бобылев Л.П., Изюмов А.О., Щукин Г.Г., Флуктуации оптической толщины и радиояркостной температуры атмосферы в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн. Труды ГГО, 1977, вып.395,с. 45-58.

18. Бобылев Л.П., Ильин Я.К., Михайлов Н.Ф., Попова Н.Д., Щукин Г.Г. Некоторые результаты радиотеплолокационного зондирования конвективных облаков. Труды ГГО, 1982, вып. 470, с. 32-39.

19. Бобылев Л.П., Тарабукин И.А., Щукин Г.Г. Характеристики радиотеплового излучения и поглощения облачной атмосферы. Труды ГГО, вып. 430, 1979, с. 19-35.

20. БобылевЛ.П., Щукин Г.Г., Попова Н.Д., Тарабукин И. А. Радиотеплолокационные исследования влагозапаса безоблачной атмосферы.-Метеорология и гидрология, 1984, №7, с.43-48.

21. Бобылев Л.П., Щукин Г.Г. Оценка точности радиотеплолокационного определения оптической толщины облачной атмосферы. Труды ГГО, 1982, вып. 470, с. 114-122.

22. Бобылев Л.П., Щукин Г.Г. Об использовании методов оптимальных статистических решений в задаче радиотеплолокационного определения влагосодержания атмосферы. Труды ГГО, 1979, вып. 430, с. 149-161.

23. Бобылев Л.П., Щукин Г.Г. Методика определения интегрального ослабления сантиметровых, миллиметровых и субмиллиметровых волн в тропосфере. Труды ГГО, 1982, вып.470, с.39-44.

24. Бобылев Л.П., Щукин Г.Г., Попова Н.Д. Радиотеплолокационные исследования влаго-водозапаса атмосферы при наличии слоистообразных облаков. Метеорология и гидрология. 1985, №8, с. 103-107.

25. Борин В.Л.,Наумов А.П. О некоторых особенностях радиоизлучения атмосферы вблизи резонанса поглощения НгО на Л = 1.35 см. -Радиотехника и электроника, 1979, т.24, №1, с.44-52.

26. Борин В.П., Наумов А.П. К методике дистанционного определения влагосодержания облачной атмосферы. Изв. АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана, 1978, т. 14, №8, с.894-897.

27. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами.-М., Мир, с.662.

28. Брылев Г.Б., Завдовьев A.B., Линев А.Г., Принцип использования совокупности алгоритмов при автоматизации распознавания радиоэхо гроз и осадков. Труды ГГО, 1979, вып.430,с.80-85.

29. Ван-де-Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами.-М., Изд. иностр. лит., 1961, с. 536.

30. Васищева М.А., Щукин Г.Г. Экспериментальные исследования водности облаков. Статистические модели атмосферы. Обнинск. 1977, с. 94.

31. Вельтищев Н.Ф., Жупанов В. Д. Эксперименты по численному моделированию интенсивной конвекции, Метеорология и гидрология, №9, 2008, с.30-43.

32. Ворсин H.H., Милицкий Ю.А., Шаинский В.М.,Эткин B.C. Измерительные СВЧ-радиометры с цифровым выходом. ПТЭ, 2, 1988, с 103-106.

33. ГассапновЛ.Г., Липатов A.A., Марков В.В., Могильченко H.A. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. М., Радио и связь, 1988, 288с.

34. Гагарин С.П., Кутуза Б.Г. Самолетные измерения пространственных характеристик флуктуаций радиоизлучения атмосферы на волнах 0.8см и 1.35 см.-Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, т.13, №12,, с.1307-1311.

35. Гашина С.Б., Дивинская Б.Ш., Сальман Е.М., Методика использования и результаты проверки численного радиолокационного критерия грозоопасных облаков. Труды ГГО, 1968 , вып 231,с.24-29.

36. Гешелин Ю.С., Колинко A.B. Количественный диагноз крупномасштабной структуры синоптических процессов в атмосфере (экспедиция Атлантекс-90).-Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1991, т.27, №12, с. 1325-1332.

37. Горелик А.Г., Калашников В.В., Кутуза Б.Г. и др. Зависимость коэффициента ослабления в диапазоне 0.8-3.2 см от интенсивности дождя и распределения капель по размерам.- Труды ЦАО, 1971, вып. 103, с. 49-57.

38. Горелик А.Г., Калашников В.В. Определение интегральной водности дождевых облаков и высоты слоя дождя СВЧ- радиометрическим методом. -Труды ЦАО, 1972, вып. 103, с. 58-63.

39. Горелик А.Г., Калашников В.В., Райкова JI.C. и др. Радйотепловые измерения влажности атмосферы и интегральной водности облаков.-Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1973, т.9, № 9, с. 928-936.

40. Горелик А.Г., Калашников В.В., Фролов Ю.А. Определение общего влагосодержания атмосферы по ее собственному радиоизлучению.-Труды ЦАО, 1972, вып. 103, с.3-20.

41. Горелик А.Г.,Райкова JI.C., Фролов Ю.А. Сверхчастотные радиометрические методы измерения влажности в нижней тропосфере. Метеорология и гидрология, 1975, №5, с.106-112.

42. Горелик А.Г., Фролов Ю.А., Щукин Г.Г. Комплексные СВЧ и ИК-радиометрические исследования облачности. Труды ГГО, 1988, вып. 526, с.3-15.

43. Горелик А.Г., Фролов Ю.А., Шишков П.О. , Щукин Г.Г. Особенности применения высокочувствительных СВЧ-радиометров для измерения параметров атмосферы и морской поверхности. -Труды ГГО, 1987, вып. 508, с. 46-54.

44. Горелик А.Г., Фролов Ю.А.,Щукин Г.Г., Логунов В.Ф., Новокрещенова A.C., Попова Н.Д.Дочилкина Т.А., Шишков П.О. Микроволновые методы влажностного зондирования атмосферы. Труды ГГО. 1989, Вып. 535, с.3-18.

45. Гулев С.К., Иванов Ю.А., Колинко A.B. и др. Эксперимент "Атлантекс-90".-Метеорология и гидрология, 1992, №5, с.51-61.

46. Гурвич A.C., Ершов А.Т.,Наумов А.П., ПлечковВ.М. Исследование влагосодержания атмосферы методом наземной радиотеплолокации. Метеорология и гидрология. 1972, № 5, с.22.

47. ГурвичА.С., ПлечковВ.М., Снопков В.Г. Экспериментальные исследования интегрального содержания водяного пара над океаном при радиометрических измерениях теплового излучения атмосферы с корабля.Докл. АН СССР, 1970,т.193, №5,с. 1041-1043.

48. Дубровина Л.С. Некоторые характеристики водности облаков над территорией СССР.- Труды НИИАК, 1967, вып. 44, с. 39-54.

49. Есепкина H.A., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры.М.: Наука, 1973, 416с.

50. Жевакин С.А., Наумов А.П. К расчету коэффициента поглощения сантиметровых и миллиметровых радиоволн в атмосферном кислороде.Радиотехника и электроника, 1965, т.10, №6 , с. 987-996.

51. Жевакин С.А., Наумов А.П., Распространение сантиметровых, миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн в земной атмосфере. Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1967, т.10, №9, с. 1213-1243.

52. Жевакин С.А. О радиотеплолокационном определении интегральной влажности облачной атмосферы и интегральной водности, температуры и высоты капельной фазы облаков. Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1978, т. 21, №8, с. 1121-1131.

53. Жевакин С.А., Троицкий B.C., Цейтлин Н.М. Радиоизлучение атмосферы и исследование поглощения микроволн. Изв.Вузов, Радиофизика, 1958, т.1, №2, с.19.

54. Зиничева М.Б., Наумов А.П., Физические аспекты модели распространения сантиметровых и миллиметровых радиоволн на наклонных трассах в земной атмосфере. Изв. ВУЗов. Радиофизика. Том.15,№12, 1997, с.1463-1478.

55. Иосельсон Г.Л., Котляр И.Б., Лейкин В.А., Хапин Ю.Б. Тепловой широкоапертурный излучатель для калибровки приемных систем в диапазоне 10100 ГГц.-Труды Гос. НИЦИПР., вып. 26, 1986, с.99-103.

56. Караваев Д.М., Попова Н.Д., Щукин Г.Г. СВЧ-радиометрическое зондирование влагосодержания атмосферы. Тезисы докладов 2 научной конференции "Применение дистанционных радиофизических методов в исследовании природной среды. М., 1992, с. 159-160.

57. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. Влагозапас атмосферы и водозапас облаков по данным СВЧ-радиометрических измерений. Труды НИЦ ДЗА, "Прикладная метеорология", вып.1 (546), 1996, стр.6-13.

58. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. Результаты исследования влагозапаса атмосферы в период образования конвективных облаков. Тезисы докладов 18 конференции по распространению радиоволн. С-Петербург. 1996г.

59. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. СВЧ-радиометрические исследования влагозапаса атмосферы и водозапаса облаков. Региональная XXIII конференция по распространению радиоволн, г. Санкт-Петербург, 1997, с. 76.

60. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. Радиофизические исследования характеристик влагосодержания атмосферы. Тезисы докладов III научной конференции "Применение дистанционных радиофизических методов в исследовании природной среды. Муром, 1999, с.57-58.

61. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. Радиометрические исследования ослабления микроволн в тропосфере. Тезисы докладов региональной IV конференции по распространению радиоволн, Санкт-Петербург, 1998, с.42.

62. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. СВЧ-радиометрические исследования интегральных радиохарактеристик атмосферы. Тезисы докладов XIX Всероссийской конференции по распространению радиоволн, Казань, 1999, 2с.

63. Караваев Д.М.,Рыбаков Ю.В.,Щукин Г.Г. Валидация сетевых СВЧ-радиометров в период BALTEX. Тезисы докладов региональной 8 конференции по распространению радиоволн, Санкт-Петербург, окт. 2002, с.46-47.

64. Караваев Д.М., Щукин Г.Г. Применение методов СВЧ-радиометрии для диагноза содержания жидкокапельной влаги в облаках. Труды НИЦ ДЗА, Прикладная Метеорология, 2004, вып.5 (553), с.99-120.

65. Караваев Д.М., Щукин Г.Г., Применение метода СВЧ-радиометрии в задаче регионального сверхсрочного прогноза опасных явлений погоды и наукастинга. Всероссийские научные конференции- чтения памяти Н.А.Арманда. 2010г., Муром, с. 137-141.

66. Караваев Д.М., Рыбаков Ю.В., Щукин Г.Г., Разработка метеорологической сети СВЧ-радиометров. Тезисы докладов региональной 10 конференции по распространению радиоволн, Санкт-Петербург, октябрь 2004, с.85-86.

67. Караваев Д.М., Щукин Г.Г., СВЧ-радиометрические исследования влаго-водосодержания атмосферы в период развития конвективных облаков и гроз. Известия Вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Физика атмосферы. 2010, Спецвыпуск, с.53-58.

68. Кайдановский М.Н., Магамадова Т.А., Стоцкий A.A., Чернышев В.И. Экспериментальные характеристики флуктуаций радиоизлучения облаков на миллиметровых волнах. Изв. Вузов. Радиофизика, 1976, с. 1644-1649.

69. Кайдановский М.Н., Стоцкий A.A., Экспериментальные характеристики флуктуаций радиоизлучения облачной атмосферы на сантиметровых волнах. Изв. Вузов. Радиофизика. 1979, т.22, №4, с.406-412.

70. Кисляков А.Г. Об определении поглощения радиоволн по ее собственному излучению. Радиотехника и электроника. 1968, т. 13, №7, с. 1161-1168.

71. Кисляков А.Г., Станкевич К.С., Исследование тропосферного поглощения радиоволн радиоастрономическим методом, Изв. Вузов Радиофизика, 1967, т. 10, №9-10, с. 1944.

72. Китай Ш.Д.,Рассадовский В.А. Определение характеристик влагосодержания атмосферы по одноканальным измерениям собственного излучения в линии Н20 Л= 1.35 см.-Изв. Вузов. Радиофизика, 1981, т.24, №6, с. 680-687.

73. Котляр И.Б., Хапин Ю.Б. Анализ погрешностей абсолютных измерений излучения в микроволновом диапазоне. В кн.: Радиофизические методы исследования природной среды. JL, Гидрометеоиздат, 1986, вып. 26, с.79-85.

74. Кочеров С.А. Повышение точности радиометрического измерения с помощью синхронной импульсной инжекции шума в антенный тракт. Труды ГосНИЦИПР. 1986. вып.26. с. 86-98.

75. Красильников A.A. Компенсационный спектррадиометр 3-мм диапазон длин волн. -Изв. Вузов. Радиофизика.1995.т.38. с.608-614.

76. Кузнецова М.Г., Рассадовский В.А., Троицкий A.B. Дистанционные измерения метеопараметров облачной атмосферы радиометрическим методом. -Изв. Вузов. Радиофизика, т.22, №8 , 1979, с.938-945.

77. Кутуза Б.Г. Поглощение миллиметровых и сантиметровых волн в облачных образованиях и его зависимость от температуры. В кн.: Электромагнитные волны в атмосфере и космическом пространстве. М., 1986, с. 180-192.

78. Кутуза Б.Г. Исследование флуктуаций полной массы водяного пара в атмосфере радиоастрономическим методом. Физика атмосферы и океана. 1974, т. 10, №11, с.1148-1156.

79. Кутуза Б.Г. Измерение поляризации радиоизлучения атмосферы во время дождя на длине волны 2.25 см. В кн: Радиофизические исследования атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат,1977, с.201-204.

80. Кутуза Б.Г. Особенности флуктуаций микроволнового излучения атмосферы. Успехи современной радиоэлектроники. 2003, №1, с.36-43.

81. Кюн Р. Микроволновые антенны. М., Судостроение, 1967, 517с.

82. Мазин И.П., Малахова И.А., Шугаев В.Ф. Вертикальное распределение водности и оптических характеристик в континентальных облаках слоистых форм.-Метеорология и гидрология .1996, №9, с. 14-34.

83. Мазин И.П., Шметер С.М. Облака, строение и физика образования.-Гидрометеоиздат, 1983, 279с.

84. Матвеев Л.Т. Динамика облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1981, 31 Ос.

85. Матвеев Ю.Л. Физико-статистический анализ условий образования облаков . Изв. АН Физика атмосферы и океана, 1994, т.ЗО, №3, с. 345-351.

86. Матросов С.Ю., Щукин Г.Г. Влияние несферичности капель на ослабление и рассеяние радиоизлучения в дожде.- Труды ГГО, 1988, вып. 526, с. 44-48.

87. Матросов С.Ю., Щукин Г.Г. Оценка степени поляризации радиотеплового излучения облаков, дающих осадки. Труды ГГО, вып. 535, с. 100-102

88. Митник Л.М. Исследование облаков методами СВЧ-радиометрии. Обзор ВНИИГМИ-МЦД. Серия: Метеорология., вып. 4. Обнинск, 1979, 70с.

89. Митник Л.М. Определение эффективной температуры жидкокапельных облачных образований по тепловому излучению атмосферы в СВЧ диапазоне. -Труды ГМЦ, 1974, вып. 148, с. 115-125.

90. Наумов А.П. О методике определения влагосодержания атмосферы при измерении поглощения радиоволн вблизи X =1.35 см.- Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1968, т.4, №2, с.170-181.

91. Наумов А.П., Плечков В.М. К определению интегрального влагосодержания атмосферы над океаном радиометрическим методом. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1971, т.7, №3, с.352-357.

92. Наумов А.П., Рассадовский В.А. О вариациях радиояркостных температур атмосферы в области резонанса Н20 Л = 1.35 см. -Изв АН СССР . Физика атмосферы и океана, т. 14, №7, 1978 , с. 716-722.

93. Наумов А.П., Станкевич B.C. О влиянии микроструктуры облаков на их радиоизлучение. -Изв. Вузов. Радиофизика, т.26, №6, 1983, с.756-765.

94. Немлихер Ю.А., Струков И.А. Импедансные и передаточные характеристики резистивных преобразователей частоты на диодах с барьером Шоттки. Радиотехника и электроника. 1974, т. 19, №1, с. 154-163.

95. Немлихер Ю.А., Струков И.А. Шумовые характеристики преобразователей частоты на диодах с барьером Шоттки. Радиотехника и электроника. 1974,т. 19, №1, с. 164-172.

96. Николаев A.B., Перцев C.B. Радиотепло локация. М.: Сов. радио, 1964, с. 336.

97. Носов В.И., Забытов Ю.М.,. Лебский Ю.В., Штанюк A.M. Нулевой двухканальный автоматический радиометр 3-мм диапазона волн.-Изв. Вузов. Радиофизика, 1988, т.31, №7, с. 785.

98. Плечков В.М. Корреляция между радиометрическими и аэрологическими данными о содержании паров воды в атмосфере. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1969, т.5, №9, с.970-972.

99. Плечков В.М. Предварительные результаты определения влагосодержания атмосферы по измерениям ее теплового радиоизлучения вблизи Л = L35 с м. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1968, т. 4, №2, с. 182-187.

100. Плечков В.М., ГурвичА.С., Снопков В.Г. Экспериментальные исследования интегральнолго содержания водяного пара над океаном при радиометрических измерениях теплового излучения атмосферы с корабля.- ДАН СССР, 1976, т. 193, №5, с.1041-1043.

101. Пожидаев В.Н. Расчет вероятностных распределений ослабления СМ и ММ радиоволн на трассах связи с учетом различных атмосферных явлений. Радиоэлектроника, т.37, №10, 1992, с.1764-1772.

102. Покрас A.M., Сомов A.M., Цуриков Г.Г. Антенны земных станций спутниковой связи., М., Радио и связь, 1985.

103. Попова Н.Д., Лебедева Е.Л., Тарабукин И.А., Некоторые результаты расчетов влаго- водозапаса и параметров радиотеплового излучения облачной атмосферы по данным самолетного зондирования. -Труды ГГО, вып.526, Л., Гидрометеоиздат, 1988, с.79-84.

104. Попова Н.Д., Щукин Г.Г. Определение водности облаков и интенсивности осадков методом пассивно-активной радиолокации. Метеорология и гидрология. 1989. №8. с.3-7.

105. Проект научной программы по исследованирю роли энергоактивных зон океана в колебаниях климата. /Под ред. Марчука Г.И./ М., Гидрометеоиздат, 1989, 109с.

106. Рабинович Ю.А., Щукин Г.Г. О возможных погрешностях абсолютных измерений радиоизлучения. Труды ГГО, вып. 222, 1968, с.138-148.

107. Рабинович Ю.И., Щукин Г.Г. Определение содержания водяного пара в атмосфере по измерению микроволнового излучения.-Труды ГГО, 1968, вып.222, с.62-73.

108. Рассадовский В.А., Троицкий A.B. Дистанционные радиометрические исследования атмосферы в зоне возникновения тропических циклонов. Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана,1981, т.17, с. 698-705.

109. Розенберг В.И. Рассеяние и ослабление электромагнитного излучения атмосферными частицами. Л., Гидрометеоиздат, 1972, с. 348.

110. Семин А.Г., Хапин Ю.Б., Шарапов А.Н. Самолетные радиометры на полупроводниковых приборах. Радиотехника. 1979, т.34, №9, с.42.

111. Справочник. Облака и облачная атмосфера. Л., Гидрометеоиздат, 1989, с. 646.

112. Станкевич К.С. Измерение параметров небольших антенн методом двух черных абсолютно черных тел, находящихся при различных температурах. -Радиотехника и электроника. 1969,. т. 14 , №3, с. 528.

113. Степаненко В.Д., Щукин Г.Г, Бобылев Л.П., Матросов С.Ю. Радиотеплолокация в метеорологии. Л., Гидрометеоиздат, 1987,283с.

114. Степаненко В.Д., Гальперин С.М., Радиотехнические методы исследования гроз. Л., Гидрометеоиздат., 1983,204с.

115. Стоцкий A.A., Берлин А.Б., Кайдановский М.Н., Хайкин В.Б. О флуктуациях радиоизлучения безоблачной атмосферы на сантиметровых волнах. -Радиотехника и электроника, 1986, вып. 10, с.1999-2002.

116. Струков И.А., Скулачев Д.Г. Эксперимент «Реликт». Первые результаты. Письма в АЖ, 1984, т.10,№1,с. 3-14.

117. Струков И.А. Исследование анизотропии реликтового излучения с борта ИСЗ. Эксперимент «Реликт». В сб.: Итоги науки и техники. Астрономия, т. 31, М.,1986, с. 37-73.

118. Струков И.А., Скулачев Д.П., Ткачев А.Н. Проектирование бортовых антенн с низким уровнем бокового излучения. Научная аппаратура для космических исследований. М., Наука, 1987, с.94-104.

119. Тарабукин И.А., Караваев Д.М., Попова Н.Д., Щукин Г.Г. Автоматизированное пассивно-активное зондирование облачной атмосферы. Труды ГТО. Экспериментальная метеорология, 1995, вып.545, с. 53-60.

120. Татарский В.И. Распространение радиоволн в турбулентной атмосфере. -М.: Наука, 1967, 548с.

121. Троицкий A.B., Ошарин A.M., Королев A.B., Страпп В., Айзик Ж. Исследование поляризационных характеристик теплового микроволнового излучения облачной атмосферы. Изв. Вузов. Радиофизика, T.XLIV, №12, с. 10161030.

122. Фалин В.В. Радиометрические системы СВЧ. Москва, Луч, 1997, 440с.

123. Фельдштейн А.П., Явич П.Р., Смирнов В.Л. Справочник по элементам волноводной техники. М.: Госэнергоиздат, 1963, 359 с.

124. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Т2.-Л.:Гидрометеоиздат, 1978, 310 с.

125. Хрулев В.В., Самойлов P.A., Федянцев Б.К., Зборовский B.C., Ларионова Л.Ф., Модуляционный радиометр на волну 1.35 см. Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1978, т. 21, №2, с. 295-297.

126. Чандрасекар С. Перенос лучистой энергии. М., 1953.

127. Чухланцев A.A. СВЧ-излучение растительных покровов: Автореферат дис. канд.техн. наук. М.: МФТИ, 1981.18с.

128. Цейтлин Н.М. Антенная техника и радиоастрономия. М.:Сов. радио,1975, с.359.

129. Шметер С.М. Физика конвективных облаков.-Л., Гидрометеоиздат, 1972, с.232.

130. Шметер С.М. Термодинамика и физика конвективных облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1987, 287с.

131. Щукин Г.Г., Бобылев Л.П. К вопросу определения влагосодержания облачной атмосферы по радиотепловому излучению.-В кн.: Радиофизические исследования атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1977, с. 170-181.

132. Щукин Г.Г., Бобылев Л.П., Вьюгинов В.М., Ильин Я.К., Ляшко А.И. Экспериментальное радиотеплолокационное определение влаго-содержание облачной атмосферы. Труды ГГО, 1982, вып.451, с. 18-25.

133. Щукин Г.Г., Бобылев Л.П., Ильин Я.К., Ляшко А.И., Михайлов Н.Ф., Новожилов А.И. Комплексное пассивно-активное радиолокационное зондирование облачности,- Труды ГГО, 1978, вып.411, с.3-12.

134. Щукин Г.Г., Бобылев Л.П., Попова Н.Д. Дистанционные исследования влагосодержания облачной атмосферы радиотеплолокациолнным методом.-Метеорология и гидрология. 1982, № 8, с. 29-37.

135. Щукин Г.Г., Кутуза Б.Г., Дорожкин Н.С., Загорин Г.К., Караваев Д.М., ОбразцовС.П., Рыбаков Ю.В.,СобачкинА.А. Многоволновое СВЧ-радиометрическое зондирование атмосферы, Труды НИЦ ДЗА. Прикладная метеорология, вып.4(552), 2002.С.87-104.

136. Щукин Г.Г., Караваев Д.М., Некоторые результаты и перспективы исследований в области СВЧ-радиометрии (радиотеплолокации), проводимых в ГГО им. А.И.Воейкова, Успехи зарубежной радиоэлектроники, 2008, №6, с.29-37.

137. Щукин Г.Г., Караваев Д.М., Разработка критерия развития облаков и осадков с использованием радиотеплолокационных данных и радиолокационной информации. Труды ГГО, 2008. вып.557, с.119-132.

138. Щукин Г.Г., Степаненко В.Д., Образцов С.П., Караваев Д.М., Жуков В.Ю., Рыбаков Ю.В. Состояние и перспективы радиофизических исследований атмосферы и подстилающей поверхности. Труды ГГО, 2009, вып.560, с. 143-167.

139. Эткин B.C., БерлинА.С., Бобров П.П. и др. Полупроводниковые параметрические усилители и преобразователи СВЧ. М.: Радио и связь, с.30-73.

140. Эткин B.C., Алексин Б.Е., Анискович В.М. и др. Многоканальный самолетный комплекс для радиогидрофизических исследований. -Препринт № 1279. М.: ИКИ, 1987, 29с.

141. Юрчук Э.Ф., Арсаев И.Е. Калибровка спутниковых радиометров для измерения параметров земных и космических объектов по тепловому излучению в микроволновом диапазоне. Измерительная техника. 1995, №2, с.62-64.

142. Юрчук Э.Ф., Арсаев И.Е. Метрологическое обеспечение микроволновых радиометров дистанционного зондирования земли. ФГУП ВНИИФТРИ, Зс.

143. Askne J.I.H., Westwater E.R. A review of ground-based remoute sensing of temperature and moisture by passive microwave radiometers.-IEE Transactions on geo science and remoute sensing, vol. GE-24, №3,1986, p.340-352.

144. Berlin A.B., Timofeyeva G.M., Nizhelsky N.A., Bogdantsov A.B., Pylypenko O.M., Chmil V.M., Meshkov Y.N., Zdor A.N., MARS (matrix radiometric system) project. Astronomical and Astrophysical Transactions, 2000, vol.19, pp.559-565.

145. Crewell S., Czecala H., Lohnert U., Simmer C., Rose Т., Zimmermann R., Zimmerman R., Radio Science, 2001,Vol.36, № 4,p.621-638.

146. Dicke R.H. The measurement of thermal radiation of microwave frequencies. Rev. Sci. Instr.,1946, v. 17, №7, p. 268-275.

147. Hogg D.C., Guiraud F.O. Snider J.B., Decker M.T., Westwater E.R. A steerable dual-channel microwave radiometer for measurement of water vapor and liquid in troposhere. J. Appl. Meteorol., vol. 22, pp. 789-806, 1983.

148. Karavaev D.M., Popova N.D., Shchukin G.G. Some results of atmosperic moisture sounding. Proceeding of specialist meeting on microwave radiometry and remote sensing applications. Denver, USA, Jan 1992, p.404-407.

149. Karavayev D., Shchukin G., Stasenko V. Multiwave active-passive sounding of atmospheric moisture. J. Physics and Chemistry of the Earth, 1998, lp.

150. Karavayev D.M., Shchukin G.G. Radiophysical investigations of water vapor and cloud liquid water content. Fifth International Symposium on Atmospheric and ocean Optics. Proc. SPIE 3583, 1998, p.407-413.

151. Khaikin V.B., Rybakov Yu.V., D.M.Karavaev, Testing of atmospheric opacitytViduring sun observations with MSRT, 13 Int. Crimia Conference on Microwave and Telecommunication Technology.CriMico, Севастополь,2003. Vol. p.778-780.

152. Khaikin V.B., Majorova E.K., Parnes M.D., Shifman R.G., Dobrov V.A., Volkov V.A., Korolkov V.D., Uman S.D. Multi-element MMIC array technologies for a radio telescope. Astronomical and astrophysical Transactions, 2000, vol.19, pp.597-608.

153. Liebe H.J., T.Manabe, G.A.Huford, Millimeter-wave attenuation and delay due to fog/cloud conditions, IEEE Trans on Ant. and Prop.,v.37, pp.1617-1623,1989.

154. Liebe H.J. MPM-An atmospheric millimeter-wave propagation model. International Jorn. Infrared Millimeter Waves, vol. 10,n4,6, Apr., 1989, pp.631-650

155. Liebe H.J., Rosenkranz P.W., G.A.Huford, Atmospheric 60 GHz oxygen spectrum: New laboratory measurements and line parameters,J. Quant.Spectros. and Radiat. Transfer, v.48, 1992, pp.629-643.

156. Ohm E.A., Snell A radiometer for a space communication receiver, Bell Sys. Tech. J. 42. pp. 2017-2080.

157. Rosenkranz P.W. Water vapor microwave continium absorption: a comparison of measurements and models, Radio Science, v.33, 1998, pp.919-928.

158. Stasenko V.N., Shchukin G.G., Karavaev D.M. Multiwave active-passive radar system cloud products for reserch flight mission. Preceedings of the third International airborn remote sensing conference and exebition. Copenhagen, Denmark, 7-10 July, 1997.

159. Stotskii A.A. Determination of cloud layer characteristics by using microwave radiometric observations. Proc.of IEEE/LEOS Topical symposium CO-MEAS'93, 1993, Albuquerque, NM, USA.p.

160. Stotskii A.A. Path length fluctuations through the earth troposphere: turbulent model and data of observations. Preprint № 40. AS, IAA, Leningrad, 1992, pp.9.

161. Shchukin G.G., Egorov A.D., Karavaev D.M., Morozov V.N., Lazer and microwave methods of cloud investigations. Atmospheric and oceanic optics.V.19, 2006, №09, p. 703-706.

162. Shchukin G.G., Rybakov Y.V., Nikitenko A.E., Karavaev D.M., Microwave radiometer for remote sensing of atmospheric moisture.TECO-2008, St-Petersburg, 2008, 5p.

163. Van Vleck J.H. The absorption of microwaves by uncondensed water vapor.-Phys.Rev., 1947, v.71 ,N7,p.425-43 3

164. Van Vleck J.H. and Weisskopf V.F. On the shape of collision broadened lines.-Rev. Modern Phys., 1945,v.l7,N2,3,p.227-236

165. Ware R., A multichannel radiometric profiler of temperature, humidity, and cloud liquid Radio Science, 2003, 38, 4, p.8079.

166. Westwater E.R. The accuracy of water vapor and cloud liquid determination by dual-frequency ground-based microwave radiometry. Radio Science, v. 13, №4, p677-685, 1978.

167. E.R.Westwater, J.B.Snider, Applications of ground-based radiometric observations of millimeter wave radiation.Alta Frequenza.v.LVIII, №5-6, 1989, p.467

168. Westwater E.R., S.Crewell, C.Matzler. A review of surface-based microwave and millimeter-wave radiometric remote sensing of the troposphere. The Radio Science Bulletin, №310, Sept.2004, p.59-80.

169. Ulaby F.T., Moore R.K., Fung A.K. Microwave Remote Sensing: Active and Passive; Volume 1: Microwave Remote Sensing Fundamentals and Radiometry. Reading, MA: Addison- Wesley, 1981. 300p.474.