Новости

7 декабря, 2017 15:10

Самолеты смогут выявлять зоны турбулентности даже в ясном небе

Источник: Индикатор
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.
Фото: panthermedia/vostock-photo

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.

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).

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

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.

20 февраля, 2024
Марганцевый катализатор поможет производить силиконы для медицины под действием солнечного света
Ученые выяснили, что синтезировать силиконы можно при комнатной температуре и солнечном свете с помо...
20 февраля, 2024
Математики ЮУрГУ научили компьютер ранжировать валютные депозиты и корректировать портфель акций
Доцент кафедры математического обеспечения информационных технологий ЮУрГУ Константин Кудрявцев...