Поливанов П.А.   Сидоренко А.А.  

Особенности анализа атмосферного пограничного слоя малыми беспилотными летательными аппаратами

Докладчик: Поливанов П.А.

На данный момент предсказания погодных явлений связанных с развитием больших воздушных масс уже достаточно хорошо развито. Для дальнейшего улучшения качества прогноза погоды необходимо улучшение понимания развития атмосферных структур с меньшими масштабами в области атмосферного пограничного слоя. В работе [1] показывается, что развитие облаков (например, кучевых и слоисто-кучевых) являются результатом тесной связи между излучением, турбулентностью, микрофизическими процессы, происходящими в широком диапазоне масштабов от миллиметров до десятков километров.
Для получения подробных данных об атмосферном пограничном слое широко используются пилотируемая авиация. Но в связи с её высокой стоимостью такие исследования не являются регулярными и поэтому количество таких измерений невелико [2]. Кроме того, использование пилотируемой авиации ограничено требованиями безопасности. Поэтому является логичной попытка внедрения малых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для решения этой задачи. Рост публикаций по этой теме в последние два-три года является тому подтверждением [3, 4].
Существующий технический уровень позволяет создать бюджетный комплекс измерения параметров атмосферного пограничного слоя на базе малого беспилотного аппарата самолетного или мултикоптерного типа. Бюджетная система измерений позволит не только увеличить частоту получения данных, но и реализовывать идею одновременного измерения атмосферных параметров роем БПЛА.
Сложность создания такого комплекса заключается в значительном влиянии атмосферных возмущений на траекторию легких летательных аппаратов, что значительно усложняет алгоритм обработки данных, который должен будет учитывать собственное нестационарное движение летательного аппарата, рассчитываемое на основе измерений комплекса различных датчиков  (GPS, акселерометры и др.). В работе рассматривается особенности обработки данных получаемых датчиком термоанемометра или трубкой пито в условиях нестационарной атмосферы при использовании БПЛА различного типа.

1. Robert Wood. Review Stratocumulus Clouds // Monthly Weather Review. 2012. Vol.140. p. 2373-2423.
2. J.R. Garratt. Review: the atmospheric boundary layer // Earth-Science Reviews. 1994. Vol. 37. P. 89-134.
3. R. M. Thomas, K. Lehmann, H. Nguyen, D. L. Jackson, D. Wolfe, and V. Ramanathan. Measurement of turbulent water vapor fluxes using a lightweight unmanned aerial vehicle system // Atmos. Meas. Tech. 2012. No. 5. P. 243–257.
4. Benjamin Reineman, Luc Lenain, Nicholas M. Statom and W. Kendall Melville. Development and Testing of Instrumentation for UAV-Based Flux Measurements with in Terrestrial and Marine Atmospheric Boundary Layers // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2013. Vol. 30. P.1295-1319.


К списку докладов