Тезисы доклада об основных направлениях исследований, планируемых

Тезисы доклада
об основных направлениях исследований, планируемых
в рамках подпрограммы 6 "Технологии активных воздействий на
гидрометеорологические и геофизические процессы и явления"
на 2011-2013 годы
В материалах доклада представлены пять основных
исследовательских работ по активным воздействиям:
направлений
научно-
- Разработка, испытание и внедрение новых технологий активных воздействий
на грозо-градовые процессы и явления
- Разработка, испытание и внедрение новых технологий активных воздействий
на снежные лавины.
- Разработка и испытание новых методов и технических средств
искусственного регулирования осадков и рассеяния облаков и туманов.
- Разработка новых методов и средств активных воздействий на грозо - и
смерчеопасные облака, другие опасные гидрометеорологические явления и
процессы антропогенного характера.
- Разработка, испытание и внедрение численных моделей для задач активных
воздействий
По указанным
следующих работ.
направлениям
исследований
предлагается
выполнение
1. Разработка, испытание и внедрение новых технологий активных
воздействий на грозо-градовые процессы и явления:
Комплексные теоретические, лабораторные и полевые исследования мощных
конвективных облаков с целью уточнения механизма зарождения и роста града и
разработки
рекомендаций
по
дальнейшему
повышению
эффективности
противоградовых работ.
Разработка автоматизированной системы противоградовой защиты на основе
малогабаритных противоградовых ракетных комплексов нового поколения и научнообоснованных принципов воздействия на градовые процессы. Повышение
эффективности и снижение себестоимости противоградовых работ.
Разработка методов и программно-технических средств инструментального
контроля эффективности воздействия на облачные процессы. Создание, испытание
и внедрение наземных радиолокационных средств измерения характеристик жидких
и твердых осадков и инструментального контроля эффективности воздействия на
облачные процессы.
Основные ожидаемые результаты
Уточненные механизмы зарождения и роста града, закономерности
распространения и взаимодействия кристаллизующих и гигроскопических реагентов с
облачной средой, рекомендации по дальнейшему повышению эффективности
противоградовых работ.
Автоматизированная система противоградовой защиты на базе новых
малогабаритных противоградовых ракетных комплексов. Патенты и публикации в
рецензируемых журналах.
Радиолокационные средства измерения характеристик жидких и твердых
осадков и инструментального контроля эффективности воздействия на облачные
1
процессы. Обновленные РД по активным воздействиям на грозо-градовые процессы
и явления.
2. Разработка, испытание и внедрение новых технологий активных
воздействий на снежные лавины.
Разработка системы противолавинного обеспечения Олимпийских игр «Сочи2014».
Изучение снеголавинного режима в различных районах России и разработка
методик локального прогноза. Построение карт и кадастров лавин различных
масштабов. Разработка новых руководящих документов по применению новых
методов контроля состояния снежного покрова и средств воздействия.
Создание малогабаритных противолавинных средств нового поколения и их
внедрение в противолавинные службы.
Создание дистанционных средств контроля снегонакопления и их внедрение в
снеголавинные работы.
Создание технологии автоматизированной обработки данных снегомерных
наблюдений и подготовки информации для потребителей. Создание базы данных
многолетних наземных и авиамаршрутных наблюдений за снежным покровом и
осадками в горах и выполнение на её основе исследований изменения лавинной и
селевой опасности.
Основные ожидаемые результаты
Новые малогабаритные противолавинные средства предназначенные для
внедрения в оперативную деятельность, методические и нормативные документы по
противолавинному обеспечению.
Публикации в специализированных изданиях. Патент на способ (устройство)
предотвращения лавин.
Разработка и передача в СК ВС на испытания с последующим внедрением в
оперативную деятельность дистанционного измерителя толщины снега в горах.
Технология автоматизированной обработки данных снегомерных наблюдений
и подготовки информации для потребителей. Базы наземных и авиамаршрутных
наблюдений за снежным покровом и осадками в горах.
3. Разработка и испытание новых методов и технических средств
искусственного регулирования осадков и рассеяния облаков и туманов.
Разработка и испытания в лабораторных условиях и в ходе
экспериментальных оперативных проектов новых эффективных пиротехнических
составов льдообразующего действия (совместно и НИИПХ и др.), новых
пиросоставов
гигроскопических
аэрозолей,
составов
комбинированного
льдообразующего
и
конденсационного
действия
для
воздействия
на
переохлажденные и теплые облака.
Модернизация и разработка новых пиротехнических изделий для
искусственного увеличения атмосферных осадков, самолетных и наземных
технических средств для искусственного регулирования осадков, снижения
молниевой активности облаков, рассеяния туманов и низкой облачности,
метеозащиты городов.
Разработка приборных измерительных комплексов и технических средств для
самолетов-метеолабораторий нового поколения.
Разработка методических основ использования легкомоторных и беспилотных
самолетов для воздействия на конвективные облака с целью искусственного
регулирования осадков и предотвращения опасных явлений.
Разработка методик оценки физической и экономической эффективности
влияния активных воздействий на гидрометеорологические процессы и явления для
разных регионов РФ, включая регулирование зимних осадков над мегаполисами.
2
Исследование возможностей контроля за результатами активных воздействий
с помощью информации с ИСЗ «Метеосат».
Исследование возможностей контроля за результатами воздействий по
электрическим характеристикам атмосферы.
Разработка технологии рассеяния теплых туманов с использованием
сборников капель типа сетчатых электрофильтров.
Методика проведения воздействия ракетами, снаряженными солевым
порошком, на конвективные облака с использованием противоградовой службы
Росгидромета.
Основные ожидаемые результаты
Испытательные
стенды
для
настройки,
калибровки
и
контроля
работоспособности наземной и бортовой аэрозольной, микрофизической,
термодинамической, электрофизической аппаратуры для нового поколения
самолетов - метеолабораторий.
Современные приборные измерительные комплексы и технические средства
для самолетов-метеолабораторий нового поколения.
Результаты
теоретического
и
экспериментального
исследования
непреднамеренного воздействия мегаполиса на атмосферный аэрозоль и процессы
формирования осадков в окружающем регионе.
Макет сетчатого электрофильтра, предназначенного для замещения тумана
очищенным от капель воздухом в системах посадки самолетов, швартовки судов и на
автомобильных дорогах.
Проект РД на рассеяние теплых туманов с использованием сетчатых
электрофильтров.
Проект РД
по воздействию на конвективные облака для получения
дополнительных осадков с использованием солевых порошков.
Проекты руководящих документов по нормированию опытных работ по
проведению активных воздействий на гидрометеорологические процессы на
договорной основе.
4. Разработка новых методов и средств активных воздействий на грозо- и
смерчеопасные облака, другие опасные гидрометеорологические явления и
процессы антропогенного характера.
Разработка системы контроля активных воздействий на облака с целью
регулирования грозовой активности и осадков. Создание радиофизической системы
управления и контроля АВ на базе МРЛ-5, малогабаритных МРЛС, цифровых ДМРЛ с
поляризационной
селекцией
сигналов
и
встроенным
СВЧ-радиометром,
пеленгационной системы молниевых разрядов, СВЧ-радиометрического комплекса, с
привлечением данных ИСЗ и наземных метеостанций, в том числе для решения
задач наукастинга ОЯ».
Разработка методов и программ восстановления внутренней электрической
структуры облаков по измерениям напряженности эжлектрического поля вне облака
для использования в задачах контроля эффективности воздействий на
электрическое состояние облаков и осадки.
Основные ожидаемые результаты
Экспериментальный вариант радиофизической системы на основе наземных
комплексов ГУ «ГГО» и ГУ «ВГИ», включающие МРЛ-5 (в 2013 г.–ДМРЛ), СВЧрадиометры, пеленгационную систему, систему приема данных ИСЗ и метеоданных.
Экспериментальный
вариант
радиофизической
системы
в
задачах
исследований конвективных облаков, включая систему приема, представления и
передачи информации.
3
Проект построения радиофизической системы на базе современных цифровых
ДМРЛ с поляризационной селекцией сигналов и встроенным СВЧ-радиометром,
пеленгационной системой, двухволнового СВЧ-радиометрического комплекса, с
привлечением данных ИСЗ и наземных метеостанций.
Рекомендации по применению радиофизической системы для управления и
контроля АВ на конвективные облака с целью регулирования грозовой активности и
осадков.
Методика применения подвижных малогабаритных метеорологических
радиолокаторов в задачах управления и контроля АВ.
Рекомендации по применению радиофизической системы для наукастинга и их
апробация на примере Северо-Западного региона.
Методы и программы восстановления внутренней электрической структуры
облаков по самолетным измерениям напряженности электрического поля вне
облаков.
Рекомендации по использованию методов и программ в задачах планирования
и контроля АВ.
5. Разработка, испытание и внедрение численных моделей для задач
активных воздействий
Проведение валидации и усовершенствования трехмерной нестационарной
численной модели осадкообразующего конвективного облака с учетом процессов
электризации.
Усовершенствование полуторамерной модели применительно к прогнозу
осадков и учета синоптических условий для использования в практике активных
воздействий.
Численное моделирование метода воздействия солевым порошком с
использованием 3-мерной численной модели конвективного облака.
Основные ожидаемые результаты
Численная нестационарная трехмерная модель конвективного облака,
учитывающая полный спектр процессов фазовых переходов воды и процессов
взаимодействия облачных частиц с учетом электрических сил. Технология
применения численной модели для оптимизации активных воздействий.
Пользовательская инструкция к пакету программ, реализующих численную
нестационарную трехмерную модель конвективного облака с параметризованной
микрофизикой, на электронном носителе.
Полуторамерная модель конвективного облака, позволяющая оценивать
изменения осадков при воздействиях кристаллизующим реагентом.
Инструкция пользователю полуторамерной модели применительно к решению
задачи прогноза развития осадкообразующего конвективного облака при
естественном развитии и при АВ. Приложение к инструкции: тестовые расчеты
динамики конвективного облака в случае естественного развития и при активном
воздействии.
4