При дистанционном определении содержания водяного пара в атмосфере по данным наземной регистрации радиосигналов космических аппаратов глобальной навигационной спутниковой системы проводится регистрация задержек радиосигналов в тропосфере, которые появляются в результате уменьшения фазовой скорости радиоволн за счет эффекта поляризации молекул азота, кислорода, углекислого газа, водяного пара [1]. Затем решается обратная задача дистанционного зондирования - рассчитывается содержание водяного пара на основе данных измерений задержек радиосигналов в атмосфере. При этом для достижения большей точности определения влажности воздуха необходимо использовать информацию о межуровенной корреляции основных метеорологических параметров.
Межуровневый коэффициент корреляции показателя преломления радиоволн складывается из произведений квадратов производных по каждому из параметров и корреляционной функции этой метеовеличины. Корреляционные функции полей температуры, давления и влажности воздуха не сильно отличаются друг от друга.
Статистическая структура атмосферы может быть описана структурными функциями, которые однозначно связаны с корреляционными функциями. Если воспользоваться способом определения межуровенного коэффициента корреляции с помощью «закона 2/3», предложенного А.Н. Колмагоровым [2], то получим для полей температуры, влажности и атмосферного давления подобные формулы, которые определяются, как разность квадрата дисперсии и половины произведения структурного коэффициента данного метеорологического поля и расстояния между двумя уровнями в степени 2/3.
Вертикальные корреляционные функции температуры и давления убывают с высотой. На корреляционные функции оказывают влияние приземные инверсии и облака нижнего яруса.
Межуровневые корреляционные связи влажности в тропосфере имеют в основном те же закономерности и ту же зависимость, что и корреляционные связи температуры. По мере увеличения расстояния между коррелируемыми уровнями коэффициент корреляции водяного пара уменьшается и достигает минимальных значений в верхней тропосфере. Коэффициенты корреляции водяного пара имеют вторичный максимум, который наблюдается около уровня 650 гПа (3.5 км) и связан с повышением содержания водяного пара в облаках нижнего и среднего ярусов.
Таким образом, при уточнении вертикальных корреляционных связей температуры, влажности и давления, мы можем учесть наличие приземных инверсий и облаков в различные сезоны года на различных территориях, что позволит улучшить точность восстановления вертикального профиля водяного пара в атмосфере.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Чукин, В.В. Применение сетевых технологий при построении системы дистанционного зондирования атмосферы с помощью глобальной навигационной спутниковой системы [Текст] / В.В. Чукин // Успехи современного естествознания. - 2008. - №11. - С.58.
- Колмогоров, А.Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой жидкости при очень больших числах Рейнольдса [Текст] / А.Н. Колмогоров // Докл. АН СССР. - 1941. - Т.30, №4. - С.299-303.