Вплив помилки розрахунку питомої ефективної поверхні розсіювання на результат відновлення інтенсивності дощу за допомогою двочастотного зондування
| Лінкова, АМ |
Organization: Інститут радіофізики та електроники ім. О.Я. Усикова НАН України |
| https://doi.org/10.15407/rej2021.02.016 |
| Мова: українська |
Анотація: Предмет і мета роботи. Кількість опадів є важливою інформацією для агрокліматичного обґрунтування агротехнічних і меліоративних заходів, що безпосередньо впливають на врожай сільськогосподарських культур. Обернені задачі відновлення інтенсивності дощу за допомогою дистанційних методів належать до некоректних задач математичної фізики й описуються нелінійним інтегральним рівнянням. Метою цієї роботи є аналіз впливу помилок вимірювання прийнятої потужності двочастотного радара на результати відновлення інтенсивності, отриманої за допомогою запропонованого раніше методу розв'язання оберненої задачі. Методи і методологія роботи. Чисельне моделювання з використанням підходу до розв’язання інтегрального рівняння розсіювання на основі методів регуляризації для випадку двочастотного зондування в НВЧ-діапазоні. Результати роботи. Проведено чисельне моделювання відновлення інтенсивності дощу в діапазоні 1…30 мм/год для робочих довжин хвиль 0,82 і 3,2 см та різних значень помилок прийнятої потужності. Показано, що більший вплив на достовірність відновлення інтенсивності чинить помилка розрахунку питомої ефективної поверхні розсіювання (ЕПР) хвилі меншої довжини. Помилка обчислення питомої ЕПР на більшій довжині хвилі практично не впливає, якщо інтенсивність дощу менше 15 мм/год, при цьому для більш сильних дощів вплив також незначний (не більше 5 %). Висновок. Аналіз результатів показав, що помилка відновлення інтенсивності залишається в прийнятних межах (менше 20 %), якщо помилка вимірювання питомої ЕПР на меншій довжині хвилі не перевищує 15 %, а для більшої довжини хвилі вона може сягати 30 %. |
| Ключові слова: інтегральне рівняння, інтенсивність дощу, обернена задача |
Стаття надійшла до редакції 21.12.2020
УДК 319.61.126
Radiofiz. elektron. 2021, 26(2): 16-22
Повний текст (PDF)
References:
1. Meteo. Агрометеорология. 2021. URL: https://meteo.ua/agro
2. Лосев А.П., Журина Л.Л. Агрометеорология. Москва: Колос, 2001. 297 с.
3. Забрейко П.П., Кошелев А.И., Красносельский М.А., Михлин С.Г., Раковщик Л.С., Стеценко В.Я. Интегральные уравнения. Москва: Наука, 1968. 448 с.
4. Абшаев М.Т., Дадали Ю.А. О возможностях микроструктурных исследований облаков и осадков радиолокационными методами. Тр. Высокогорного Геофизического ин-та. 1966. Вып. 5. С. 71–85.
5. Линкова А.М., Хлопов Г.И. Использование метода перебора микроструктурных параметров жидких осадков для решения обратных задач восстановления их интенсивности. Труды УкрНИГМИ. 2016. Вып. 269. С. 41–48.
6. Haddad Z.S., Meagher J.P., Durden S.L., Smith E.A., Im E. Drop size ambiguities in the retrieval of precipitation profiles from dual-frequency radar measurements. J. Atmos. Sci. 2006. Vol. 63, Iss. 1. P. 204–217.
7. Rose C.R., Chandrasekar V. A GPM Dual-Frequency Retrieval Algorithm: DSD Profile-Optimization Method. J. Atmos. Oceanic Technol. 2006. Vol. 23, Iss. 10. P. 1372–1383.
8. Линкова А.М. Восстановление интенсивности дождя путем решения интегрального уравнения рассеяния при двухчастотном зондировании. Радиофизика и электроника. 2017. Т. 22, № 3. С. 23–32.
9. Linkova A., Schuenemann K., Dormidontov A. Double Frequency Retrieval of Rain Intensity Using Solution of the Integral Equation of Scattering. 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW). (21–25 Sept. 2020, Kharkiv, Ukraine). Kharkiv: IEEE. P. 958–963. DOI: 10.1109/UkrMW49653.2020.9252620.
10. Westwater E., Cohen A. Application of Backus-Gilbert inversion technique to determination of aerosol size distribution from optical scattering measurements. Appl. Opt. 1973. Vol. 12, Iss. 6. P. 1340–1348.
11. Морозов В.А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач. Москва: Наука, 1987.
12. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. 2-е изд. Москва: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1979. 285 с.
13. Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1973. 344 с.
14. Яновський Ф.И. Метеонавігаційні радіолокаційні системи повітряних суден. Київ: Міністерство освіти і науки України Національний авіаційний університет, 2003.
15. Mardiana R., Iguchi T., Takahashi N. A dual-frequency rain profiling method without the use of a surface reference technique. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2004. Vol. 42, Iss. 10. P. 2214–2225.
16. Meneghini R., Kumagai H., Wang J.R., Iguchi T., Kozu T. Microphysical retrievals over stratiform rain using measurements from an airborne dual-wavelength radar radiometer. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1997. Vol. 35, Iss. 3. P. 487–506.
17. Войтович О.А., Линкова А.М., Хлопов Г.И. Двухчастотное профилирование параметров дождя. Радиофизика и электроника. 2011. Т. 2(16), № 3. С. 51–60.
18. Лаврентьев М.М., Романов В.Г., Шишатский С.П. Некорректные задачи математической физики и анализа. Москва: Наука, 1980. 285 с.
