Том 29, номер 08, статья № 11

Аннотация:

Представлены результаты экспериментальных исследований атмосферных внутренних волн (АВВ) в пограничном слое атмосферы на основе измерений скорости ветра когерентным доплеровским ветровым лидаром «Stream Line» разработки Halo Photonics. Измерения проводились в 2015 г. на восточном и западном берегах оз. Байкал.
Было выявлено в общей сложности семь случаев образования АВВ. На западном берегу Байкала это всегда происходило на фоне одного или двух (в пяти из шести случаев) узких струйных течений на высотах примерно 200 и 700 м. Период колебаний волновой составляющей компонент вектора скорости ветра составлял в четырех случаях АВВ 9 мин, в двух случаях он был равен примерно 18 и 20 мин, и в одном – 6,5 мин. Амплитуда колебаний компонент горизонтальной скорости ветра составляла примерно 1 м/с, а амплитуда колебаний вертикальной скорости была в три раза меньше. В большинстве случаев внутренние волны наблюдались в течение 45 мин (5 цугов с периодом 9 мин). Лишь один раз продолжительность существования АВВ составляла примерно 4 ч.
 

Ключевые слова:

когерентный доплеровский лидар, ветер, струйное течение, атмосферная внутренняя волна

Список литературы:

1. Вельтищев Н.Ф., Степаненко В.М. Мезометеорологические процессы: учеб. пособие. М.: МГУ, 2006. 101 с.
2. Кожевников Н.Н. Возмущения атмосферы при обтекании гор. М.: Научный Мир, 1999. 159 с.
3. Xiaofeng Li, Quanan Zheng, William G. Pichel, Xiao-Hai Yan, W. Timothy Liu, Pablo Clemente-Colon. Analysis of coastal lee waves along the coast of Texas observed in advanced very high resolution radiometer images // J. Geophys. Res. С. 2001. V. 106, N 4. P. 7017–7025.
4. Герман М.А. Космические методы исследования в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 352 с.
5. Спиридонов Ю.Г., Пичугин А.П., Шестопалов В.П. Радиолокационное наблюдение из космоса атмосферных внутренних гравитационных волн // ДАН СССР. 1987. Т. 296, № 2. С. 317–320.
6. Chunchuzov I., Vachon P., Li X. Analysis and modeling of atmospheric gravity waves observed in Radarsat SAR images // Remote Sens. Environ. 2000. V. 74, N 3. P. 343–361.
7. Hoffman P., Singer W., Keuer D., Schminder R., Ktirschner D. Partial reflection drift measurements in the lower ionosphere over Juliusruh during winter and spring 1989 and comparison with other wind observations // Meteorologische Zeitschrift. 1990. V. 40, N 6. P. 405–412.
8. Manson A.H., Meek C.E. Measurements of vertical motions by the Saskstoon MF radar (1983–1985): Relationship with horizontal winds and gravity waves // Handbook for MAP. 1989. V. 27. P. 339–341.
9. Rottger J. The MST radar technique // Handbook for MAP. 1984. V. 13. P. 187–232.
10. Бахметьева Н.В., Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Бубукина В.Н., Игнатьев Ю.А. Исследование волновых движений в нижней ионосфере методом резонансного рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях // Изв. вузов. Радиофиз. 1997. Т. 40, № 3. С. 308–321.
11. Бахметьева Н.В., Беликович В.В., Бенедиктов Е.А. Толмачева А.В. Сезонно-суточные вариации скорости вертикальных движений на высотах мезосферы и нижней термосферы вблизи Нижнего Новгорода // Геомагнетизм и астрон. 1996. Т. 36, № 5. С. 120–129.
12. Baumgarten G., Fiedler J., Hildebrand J., Lübken F.-J. Inertia gravity wave in the stratosphere and mesosphere observed by Doppler wind and temperature lidar // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 10.929–10.936. DOI: 10.1002/2015GL066991.
13. Кашкин В.Б. Внутренние гравитационные волны в тропосфере // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 27, № 10. С. 908–916; Kаshkin V.B. Integral gravity waves in the troposphere // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 1. P. 1–9.
14. Люлюкин В.С., Каллистратова М.А., Кузнецов Р.Д., Кузнецов Д.Д., Чунчузов И.П., Широкова Г.Ю. Внутренние гравитационно-сдвиговые волны в атмосферном пограничном слое по данным акустической локации // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2015. Т. 51, № 2. С. 218–229.
15. Sathe A., Mann J., Vasiljevic N., Lea G. A six-beam method to measure turbulence statistics using ground-based wind lidars // Atmos. Measur. Technol. 2015. V. 8, N 2. P. 729–740.
16. Sathe A., Mann J. Measurement of turbulence spectra using scanning pulsed wind lidars // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. D01201. DOI: 10.1029/2011JD016786.
17. Päschke E., Leinweber R., Lehmann V. An assessment of the performance of a 1.5 mm Doppler lidar for operational vertical wind profiling based on a 1-year trial // Atmos. Measur. Technol. 2015. V. 8, N 6. P. 2251–2266.
18. Vakkari V., O’Connor E.J., Nisantzi A., Mamouri R.E., Hadjimitsis D.G. Low-level mixing height detection in coastal locations with a scanning Doppler lidar // Atmos. Measur. Technol. 2015. V. 8, N 4. P. 1875–1885.
19. Смалихо И.Н., Банах В.А., Фалиц А.В., Руди Ю.А. Определение скорости диссипации энергии турбулентности из данных, измеренных лидаром «Stream Line» в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 10. С. 980–987.
20. Смалихо И.Н., Банах В.А., Хольцэпфель Ф., Рам Ш. Оценивание параметров самолетных вихрей из массива радиальных скоростей, измеренных когерентным доплеровским лидаром // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 742–750.
21. Smalikho I.N., Banakh V.A. Estimation of aircraft wake vortex parameters from data measured with a 1.5-mm coherent Doppler lidar // Opt. Lett. 2015. V. 40, N 14. P. 3408–3411.
22. Smalikho I.N., Banakh V.A., Holzäpfel F., Rahm S. Method of radial velocities for the estimation of aircraft wake vortex parameters from data measured by coherent Doppler lidar // Opt. Express. 2015. V. 23, N 19. P. A1194–A1207.
23. D. van Dinther, Wood C.R., Hartogensis O.K., Nordbo A., O’Connor E.J. Observing crosswind over urban terrain using scintillometer and Doppler lidar // Atmos. Measur. Technol. 2015. V. 8. P. 1901–1911.
24. Банах В.А., Смалихо И.Н. Когерентные доплеровские ветровые лидары в турбулентной атмосфере. Томск: Издательство ИОА СО РАН, 2013. 304 с.
25. Банах В.А., Смалихо И.Н. Измерение ветра в пограничном слое атмосферы микроимпульсными когерентными доплеровскими лидарами // Оптика и спектроскопия. 2016. Т. 121, № 1. С. 164–171 (в печати).
26. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер С.М., Шур Г.Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 336 с.
27. Smalikho I.N., Banakh V.A. Estimation of aircraft wake vortex parameters from data measured by a Stream Line lidar // Proc. SPIE 21st Int. Symp. “Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics”. 2015. V. 9680. P. 968037-1–968037-7.