поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ). Об исследовании
07 декабря 2017, 16:19

Самолеты смогут выявлять зоны турбулентности даже в ясном небе

Российские ученые предложили новый метод, позволяющий на расстоянии оценить интенсивность турбулентности в атмосфере. Этот метод основан на использовании ветрового лидара — прибора, который можно будет размещать на борту самолета. Работа поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ). Об исследовании сообщается в журнале Optics Express.
 
Турбулентность, вызывающая неоднородность состава и плотности воздушных масс, играет важную роль в безопасности полетов. Вибрации, возникающие при прохождении самолета через такие неоднородные области воздушного пространства, могут иметь катастрофические последствия. Когда на пути самолета встречаются облака, в которых, как правило, присутствует турбулентность, пилоты заранее готовятся к ней. Однако куда опаснее турбулентность ясного неба: ее никак нельзя «увидеть» издалека. Новый метод, разработанный и испытанный российскими учеными из Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева (ИОА) СО РАН, позволит в перспективе предупреждать такие опасные ситуации.
 
В основе метода лежит использование прибора под названием лидар – средства дистанционного зондирования атмосферы. Лидар посылает лазерный луч в атмосферу, этот сигнал рассеивается в ней, а затем регистрируется приемником. Характеристики сигнала помогают получить информацию о состоянии воздуха. Если радар считывает местоположение и скорость крупных объектов (например, ракет, самолетов или автомобилей), то для атмосферного лидара в качестве движущегося тела выступают аэрозольные частицы (мельчайшие твердые частицы, взвешенные в газовой среде).
 
«Если нас интересует температура, скорость ветра, состав воздуха, то можно, например, подвесить датчики на шары-зонды и запустить их в атмосферу. Однако в каждой точке пространства такие зонды не поставишь, особенно в России. Альтернатива этому – лидар», — объясняет ведущий автор статьи Виктор Банах, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией распространения волн ИОА СО РАН.
 
Место проведения лидарных измерений ветра – территория Байкальской астрофизической обсерватории Института солнечно-земной физики СО РАН, где расположен Большой солнечный вакуумный телескоп (БСВТ), в окрестности п. Листвянка. Измерения проводились в июле-августе 2015 и 2016 гг. Источник: Виктор Банах.
 
Ученые работали с допплеровским ветровым лидаром. Этот прибор определяет скорость движущегося объекта по сдвигу частоты рассеянного лазерного излучения. Однако лидар способен оценивать не только скорость ветра, но и интенсивность хаотического перемешивания аэрозольных частиц в воздухе. Именно турбулентность вызывает это перемешивание, и лидар может оценить, насколько велика ее мощность.
 
Эксперименты по применению лидара для выявления турбулентности проводились на западном побережье Байкала, на территории научного стационара Института солнечно-земной физики СО РАН на окраине поселка Листвянка. Рельеф местности в этом регионе, гористое побережье крупного водоема, формирует уникальные особенности атмосферы. В жаркий период здесь практически всегда реализуются условия, аналогичные тем, что возникают на высотах полета самолета, при которых возможно образование зон повышенной турбулентности вне облаков (турбулентности ясного неба).
 
В статье представлены результаты, иллюстрирующие способность лидара выявлять ключевые параметры турбулентных ветровых полей: кинетическую турбулентную энергию и скорость ее рассеивания. Ученые показали, что в области струйных течений, сильных и узких потоков воздуха с почти горизонтальной осью, интенсивность турбулентности уменьшается, в том числе и во время прохождения внутренних атмосферных волн, и, наоборот, возрастает при их разрушении.
 
«Мы доказали: если поместить лидар на борт самолета, то, послав по ходу полета лазерный луч и приняв рассеянный, можно будет заблаговременно диагностировать зону турбулентности ясного неба», — заключает Виктор Банах.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.