Способ определения вертикального профиля концентрации газов в атмосфере



Способ определения вертикального профиля концентрации газов в атмосфере
Способ определения вертикального профиля концентрации газов в атмосфере
Способ определения вертикального профиля концентрации газов в атмосфере

 


Владельцы патента RU 2510054:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" (RU)

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения вертикального профиля концентрации различных газов в атмосфере. Сущность: излучают набор электромагнитных волн различной частоты в окрестности линии поглощения измеряемого газа. Регистрируют прошедшее атмосферу излучение приемником. Измеряют общее ослабление излучения, прошедшего атмосферу на излучаемых частотах. Сравнивают значения измеренного ослабления излучения с расчетными значениями общего ослабления излучения, полученными на основе априорных или стандартных данных о вертикальных профилях температуры, атмосферного давления и концентрации измеряемого газа. Причем для получения значений концентрации газа на заданной высоте измерения проводят на двух парах частот, расположенных на различных склонах линии поглощения измеряемого газа, которая соответствует заданной высоте. При этом используют линейную комбинацию ослаблений на указанных частотах. Технический результат: повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к дистанционному измерению концентрации различных газов в атмосфере по электромагнитному просвечиванию атмосферы в полосе поглощения измеряемого газа, например, измерению высотного профиля водяного пара по радиопросвечиванию со спутника на поверхность Земли в полосе поглощения водяного пара.

Известен способ определения профиля концентрации озона на основе измерения формы линии поглощения озона при регистрации со спутника излучения Солнца во время заката или восхода [1].

Недостатком данного способа является невысокая точность измерений из-за предположения о модели слоисто однородного распределения концентрации газа, что выполняется не всегда. Другим недостатком является усреднение по большой горизонтальной области.

Другим способом является регистрация микроволнового излучения в линии поглощения некоторого газа и восстановление вертикального профиля концентрации данного газа по различию яркостной температуры на различных частотах в окрестности линии поглощения [2].

Недостатком данного способа является невысокая точность измерений из-за сильного изменения (на 3-4 порядка) измеряемой величины с высотой, что приводит к маскировке даже сильных изменений концентрации на больших высотах на фоне небольших относительных изменений концентрации на малых высотах.

Другим аналогом является радиометрический спектральный способ измерения влажности в стратосфере [3]. При этом на земле или на спутнике устанавливается радиометр, работающий на различных частотах в окрестности линии поглощения измеряемого газа. Измеряется радиояркостная температура, которая чувствительна к профилю измеряемого газа, проводится ее сравнение с расчетными значениями, полученными на основе априорных или стандартных данных о вертикальных профилях температуры, атмосферного давления и концентрации измеряемого газа, а исходя из различий этих величин вычисляется искомый профиль измеряемого газа.

Однако данный метод имеет невысокую точность, поскольку не позволяет учесть влияние облаков и осадков на результаты измерений без точных данных о свойствах облаков и осадков.

Наиболее близким аналогом является спутниковый спектральный способ измерения влажности в стратосфере на основе эффекта Допплера [4]. При этом на спутнике устанавливается излучатель микроволнового излучения, работающий в окрестности линии поглощения измеряемого газа на одной или двух частотах, а на поверхности Земли - приемник, который регистрирует общее поглощение излучения, прошедшего атмосферу. Изменение частот излучения происходит за счет эффекта Допплера, вызванного движением спутника. При этом измеряется и сравнивается общее поглощение атмосферы на различных частотах.

Однако данный метод также имеет невысокую точность, поскольку не позволяет учесть влияние облаков и осадков на результаты измерений без точных данных о свойствах облаков и осадков.

Технический результат предложенного способа заключается в повышении точности измерений и резком снижении влияния других газов, облаков и осадков за счет того, что для получения концентрации газа на заданной высоте измерения проводят на двух парах частот, расположенных на различных склонах линии поглощения измеряемого газа, которая соответствует заданной высоте, и используют линейную комбинацию ослаблений на этих частотах.

Качественно более высокая точность измерений возникает при использовании не внеатмосферных источников излучения (например, Солнца), а стабильных источников излучения, установленных на спутнике, или при просвечивании атмосферы путем отражения от спутника набора электромагнитных волн, излученных с Земли, и регистрации дважды прошедшего атмосферу излучения приемником на Земле.

На Фиг.1а представлена схема радиопросвечивания атмосферы со спутника на Землю, в которой на спутнике 1 устанавливается излучатель, испускающий заданный набор частот, а на Земле располагается приемная антенна 2. Высота орбиты спутника обозначена Н. На Фиг.1б представлена другая схема радиопросвечивания атмосферы по трассе Земля-спутник-Земля, в которой заданный набор частот излучается приемником-передатчиком 2 с Земли в сторону спутника 1, на котором установлен отражатель, часть излучения отражается в обратную сторону и регистрируется тем же приемником-передатчиком 2.

На фиг.2 показан качественный вид частотной зависимости ослабления излучения газами атмосферы αст(Н, v) для верхних, средних и нижних слоев атмосферы, кривые 1, 2 и 3 соответственно, а также частотная зависимость ослабления облаков и осадков - кривая 4. Графики выполнены в полулогарифмическом масштабе. Если условно разбить всю атмосферу на три слоя плюс облака и осадки, то можно считать, что общее дифференциальное поглощение всей атмосферы по траектории распространения излучения складывается из разницы коэффициентов поглощения на частотах vl, v2 на всех четырех графиках. Фигура 2 (совместно с примером на фиг.3) качественно объясняют, как линейная комбинация двух дифференциальных поглощений [αст(Н, v2)-αст(Н, v1)]+С·[αст(Н, v3)-αст(Н, v4)] на различных склонах линии поглощения измеряемого газа позволяет резко снизить вклад нижних слоев атмосферы, выделить вклад нужного среднего слоя, а также вычесть влияние облаков и осадков. Константа С выбирается исходя из условия наилучшей компенсации вклада нижних слоев. Из графиков видно, что для верхнего слоя, кривая 1, разница коэффициентов ослабления αст(Н, v2)-αст(Н, v1) мала, следовательно, данный слой в общее дифференциальное ослабление дает малый вклад. Наибольшее различие ослаблений возникает для нужного среднего слоя (кривая 2), а вклады нижнего слоя 3 и облачного слоя 4 - вычитаются при сложении дифференциальных ослаблений на различных склонах линии.

На фиг.3 рассчитаны кривые для дифференциального поглощения стандартной атмосферы в окрестности полосы поглощения водяного пара 22.235 ГГц, и показан пример, как использование линейной комбинации двух пар частот на разных склонах линии поглощения позволяет резко снизить влияние нижних слоев на ядра, получаемые для верхних слоев атмосферы. Кривая 1 - дифференциальное поглощение [αст(Н, v2)-αст(Н, v1)] на частотах v1=22.221 ГГц, v2=22.23 ГГц. На данной кривой виден значительный вклад нижних слоев в площадь под кривой. Кривая 2 - дифференциальное поглощение [αст(Н, v3)-αст(Н, v4)] на другом склоне линии при v3=22.24 и v4=22.249. Вклад нижних слоев имеет противоположный знак. Кривая 3 - линейная комбинация первого и второго графика почти удваивает вклад на требуемом участке высот и взаимно вычитает вклады нижнего слоя газа. Аналогично вычитаются вклады облаков и осадков. В результате получаем четкий максимум на требуемом участке высот.

Пример определения профиля концентрации газов до высоты 90 км приведен для водяного пара в полосе поглощения 22,235 ГГц. Если на спутнике на заданной паре частот v1 и v2 излучается монохроматическое излучение с известной интенсивностью I01 и I02, то на приемнике, установленном на поверхности Земли, будет регистрироваться сигналы интенсивностью I1 и I2 в соответствии с формулами

I 1 = I 01 exp ( α ( r , v 1 ) d r ) , I 2 = I 02 exp ( α ( r , v 2 ) d r ) , ( 1 )

где α(r, v1,) и α(r, v2) - профили линейного коэффициента ослабления сигналов по трассе распространения излучения на частотах v1 и v2 соответственно, а интегрирование проводится по всей длине трассы. Регистрируется величины I1 и I2, по которым вычисляется общее ослабление атмосферы τ(v1), τ(v2), которое ввиду относительно слабого рассеяния на данных частотах, определяется профилем линейного коэффициента поглощения излучения α(r, v) на заданных частотах vl и v2

τ ( v 1 ) = ln ( I 01 / I 1 ) = α ( r , v 1 ) d r τ ( v 2 ) = ln ( I 02 / I 2 ) = α ( r , v 2 ) d r ( 2 )

При регистрации дифференциального пропускания атмосферы на двух частотах регистрируется разность Δτ(v1, v2), равная логарифму отношения интенсивностей сигналов I1 и I2 на соответствующих частотах v1 и v2 (при одинаковых значениях излучаемой интенсивности I01 и I02)

Δ τ ( v 1, v 2 ) = [ α ( r , v 2 ) α ( r , v 1 ) ] d r = ln ( I 1 / I 2 ) ( 3 )

Поскольку линейный коэффициент поглощения α(r, v) пропорционален концентрации искомого газа N(r) [2], то удобно выразить α(r, v) в виде произведения N(r) и некоторого сомножителя α(г, v), который от концентрации N(r) не зависит, но зависит от профилей температуры T(r) и атмосферного давления Р(г). То есть α(r, v)=α(r, v) N(r). В этом случае соотношение (3) можно выразить более наглядно:

Δ τ ( v 1, v 2 ) = [ a ( r , v 2 ) α ( r , v 1 ) ] N ( r ) = ln ( I 1 / I 2 ) ( 4 )

Полученное уравнение является интегральным уравнением Фредгольма 1 рода, в котором неизвестной величиной является концентрации искомого газа N(r), а выражение в скобках является весовой функцией или ядром интегрального уравнения. Недостаток такого подхода заключается в том, что концентрация искомого газа по трассе измерений обычно изменяется на 3-4 порядка. Поэтому видимое снижение весовой функции на малой высоте ничего не говорит о качестве восстановления, поскольку вклад этой функции на этих высотах должен быть умножен на величину порядка 10 000z за счет высокой концентрации газа на нижних высотах.

Более продуктивно использовать априорные (стандартные, накопленные ранее или известные из независимых измерений) данные о профилях температуры Т(r), атмосферного давления Р(r) и концентрации измеряемого газа Nст(r), а искомой величиной выбрать относительное отклонение концентрации измеряемого газа от априорного или стандартного профиля, а именно величина n(r)=[N(r)-Nст(r)]/Nст(r). Данная величина вдоль трассы измерений варьируется на величину, сравнимую с единицей, поэтому интегральные ядра в предложенном способе будут наглядно демонстрировать чувствительность метода к изменениям концентрации искомого газа в атмосфере. Кроме того, априорные данные более точно рассчитывают коэффициенты в интегральных уравнениях, что повышает точность решения задачи.

Для стандартной атмосферы уравнение (4) приобретает вид:

Δ τ с т ( v 1, v 2 ) = [ a ( r , v 2 ) a ( r , v 1 ) ] N с т ( r ) d r , ( 5 )

Из уравнений (4) и (5) нетрудно получить выражение для отклонения измеряемой величины Δτ(v1, v2) от стандартной Δτст(v1, v2). Эту величину обозначим Dif τ(v1, v2)

Difτ(v1, v2)=Δτ(v1, v2)-Δτст(v1, v2)=∫[a(r, v2)-a(r, v1)]Nст(r)][N(r)-Nст(r)]/Nст(r)dr,

Учитывая, что n(r)=[N(r)-Nст(r)]/Nст(r) - относительное отклонение концентрации измеряемого газа от стандартного профиля, получим интегральное уравнение для измерения величины n(r):

D i f τ ( v 1, v 2 ) = [ α с т ( r , v 2 ) α с т ( r , v 1 ) ] n ( r ) d r , ( 6 )

где величины αст(r, v2)=а(r, v2)Nст(r) и αст(r, v1))=а(r, v1)]Nст(r) - зависимости линейного коэффициента поглощения газа для стандартного профиля концентрации вдоль трассы на частотах v2 и v1 соответственно. Весовой функцией или ядром интегрального уравнения в данном случае является величина W(r, v1, v2)=αст(r, v2)-αст(r, v1).

Для получения Difτ(v1, v2) через измеряемые величины интенсивности, прошедшего излучения, используется соотношение:

D i f τ ( v 1, v 2 ) = ln [ I 1 ( v 1 / I 2 ( v 2 ) ) ] ln ( I 1 ( v 1 ) / I 2 ( v 2 ) ) с т ( 7 )

где I1(v1)/I2(v2)- отношение измеренных интенсивностей прошедшего излучения на приемнике, при условии равенства излучаемых интенсивностей передатчика I10(v1)/I20(v2), а величина (I1(v1)/I2(v2))ст - расчетное отношение интенсивностей для стандартного профиля измеряемого газа. Использование априорных данных о профилях температуры Т(r), атмосферного давления Р(r) и концентрации измеряемого газа Nст(r) позволяет более точно рассчитывать коэффициенты в интегральных уравнениях, что повышает точность решения задачи.

Использование линейной комбинации дифференциальных поглощений на двух склонах линии поглощения позволяет повысить точность измерений, улучшить форму ядер (весовых функций) и, самое главное, резко снизить влияние облаков, осадков и других газов. Рассмотрим этот способ более подробно на примере линии поглощения водяного пара γ=22,235 ГГц.

Конкретный пример эффективности использования линейной комбинации дифференциальных поглощений объясняет фигура 3. Если использовать одну пару частот v1, v2 на низкочастотном слое линии поглощения (см. также фигуру 2), то ядро интегрального уравнения (6) имеет вид, показанный кривой 1 на фигуре 3. По форме этого ядра видно, что кроме максимума на высоте 41 километр, подынтегральная весовая функция имеет высокую чувствительность к водяному пару и у земли, в слое 0…5 километров. Однако аналогичная пара частот v3, v4 на другом склоне линии поглощения (см. фиг.2) формирует почти такой же максимум в ядре на 41 километре, но в слое 0...5 километров ядро становится отрицательным (кривая 2 на фиг.4), почти симметрично повторяя по форме кривую 1. Линейная комбинация дифференциальных поглощений, состоящая из Difτ(v1, v2)+0.95·Difτ(v3, v4), дают результирующее ядро, представленное кривой 3 на фигуре 4. Как видно, это ядро имеет четко выраженную максимальную чувствительность на 41 километре и практически не чувствует вклад нижних слоев атмосферы. Аналогичным образом происходит вычитание влияния любых других механизмов ослабления излучения (рассеяние и поглощение облаками, осадками, другими газами), если на используемом интервале частот (v1…v4) спектральная характеристика этих механизмов ослабления не имеет резонансную форму, а плавно изменяется на используемом интервале.

По величине изменения концентрации относительно априорного профиля нетрудно вычислить и профиль абсолютной концентрации водяного пара на различных высотах:

N(r)=n(r)Nст(r)+Nст(r)].

Изобретательский уровень предлагаемого технического решения подтверждается отличительной частью формулы изобретения.

Литература

1. Krueger A.J., Guenther В., Fleig A.J. et al. Satellite ozone measurements// Phil. Trans. Roy. Soc. London. - 1980. - V. A296. - №1. - P. 191-204.

2. Горелик А.Г., Князев Л.В., Прозоровский А.Ю. Предельная чувствительность спектрометрических измерений влажности в стратосфере и мезосфере в линии поглощения водяного пара λ=1.35 см. Труды Всесоюзного симпозиума по радиофизическим методам исследования атмосферы. Л-д. Гидрометеоиздат. 1977, с.223-228.

3. Rodgers C.D. Inverse Methods for Atmospheric Soundings: Theory and Practice. 2000. 253 pp.

4. Хачатрян Ж.Б. Спутниковый спектрометрический метод определения влажности в стратосфере, использующий эффект Допплера. Zeitschrift fur Meteorologie, Band 38, Heft 4. (1988). 206-211.

1. Способ определения вертикального профиля концентрации газов в атмосфере, основанный на излучении набора электромагнитных волн различной частоты в окрестности линии поглощения измеряемого газа, регистрации прошедшего атмосферу излучения приемником, измерении общего ослабления излучения, прошедшего атмосферу на излучаемых частотах, и его сравнении с расчетными значениями общего ослабления излучения, полученными на основе априорных или стандартных данных о вертикальных профилях температуры, атмосферного давления и концентрации измеряемого газа, отличающийся тем, что для получения концентрации газа на заданной высоте измерения проводят на двух парах частот, расположенных на различных склонах линии поглощения измеряемого газа, которая соответствует заданной высоте, и используют линейную комбинацию ослаблений на этих частотах.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что излучение набора электромагнитных волн различной частоты производят со спутника, а регистрацию прошедшего атмосферу излучения производят приемником на Земле.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что излучение набора электромагнитных волн различной частоты формируют путем отражения от спутника набора электромагнитных волн, излученных с Земли, а регистрацию прошедшего атмосферу излучения производят приемником на Земле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для контроля чистоты воздуха населенных мест. Сущность: проводят выбор территории, которую необходимо исследовать на предмет состояния уровня загрязнения атмосферного воздуха.
Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для контроля атмосферного воздуха. Сущность: проводят сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий.

Изобретение относится к метеорологии, навигации и позволяет аппаратурно, в реальном масштабе времени определять высоту нижней границы облачности. Сущность изобретения: при помощи широкопанорамной автоматизированной сканирующей системы автоматически определяются наиболее контрастные участки, по которым определяется высота нижней границы облачности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в прикладной метеорологии для дистанционного измерения мгновенной скорости и направления ветра.

Изобретение относится к области инженерной экологии и может быть использовано для определения дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по отдельным экологически значимым объектам, попадающим в подфакельное пространство аэропромвыбросов.

Изобретение относится к области солнечно-земной физики и может быть использовано для краткосрочного прогноза мощных солнечных вспышек. .
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки высоты расположения верхней границы мощных конвективных облачных образований. .

Изобретение относится к дистанционным оптическим способам контроля газового состава атмосферного воздуха. .

Изобретение относится к области мониторинга, в частности к мониторингу химически опасных объектов. .

Изобретение относится к исследованиям верхней атмосферы Земли и околоземного космического пространства методом искусственных светящихся облаков и может быть использовано, например, при активных воздействиях на атмосферные процессы.
Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для прогнозирования наводнений или штормовых подъемов уровней воды для морских устьевых участков рек. Сущность: создают архив наводнений (дата-уровень) за максимально возможный период. Создают архив полей приземного атмосферного давления по срочным данным (за два срока) в районе формирования штормовых циклонов над морским устьевым участком реки. Рассчитывают повторяемость наводнений по всем месяцам года. По величине повторяемости наводнений выделяют «наводненческий период» (повторяемость больше 1%) и «ненаводненческий период» года. Для месяцев, вошедших в «ненаводненческий период», наводнения считаются маловероятным событием, поэтому автоматически делают вывод о ненаступлении «наводненческой ситуации». Для каждого месяца «наводненческого периода» определяют эмпирические ортогональные функции (ЭОФ) по всему архиву срочных наблюдений полей приземного атмосферного давления. Затем для каждого месяца «наводненческого периода» рассчитывают эмпирические ортогональные составляющие (ЭОС). Выделяют диапазон трех первых ЭОС от минимального до максимального значения для дат наводнений каждого месяца «наводненческого периода», формируют эталонную область ЭОС для каждого месяца. После этого по результатам оперативного гидродинамического прогноза поля приземного атмосферного давления рассчитывают ЭОС по ранее созданным ЭОФ для данного месяца. Определяют принадлежность ЭОС прогностического поля к эталонной области ЭОС наводнений прогнозируемого месяца. Делают вывод о наступлении/ненаступлении на анализируемый прогностический срок «наводненческой ситуации». Технический результат - повышение заблаговременности прогноза.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки экологического состояния атмосферы территории. Сущность: на контролируемой территории отбирают пробы атмосферных осадков. Проводят гранулометрический и минералогический анализы взвесей в отобранных пробах. По результатам гранулометрического анализа взвеси делят на пять классов крупности и определяют процентное содержание взвесей каждого класса. После этого вычисляют показатель содержания взвесей каждого класса и, используя данный показатель, делают оценку экологического состояния территории. Технический результат: обеспечение возможности зонирования районов территории по экологической опасности воздушной среды. 15 ил.

Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для мониторинга химически опасных объектов. Сущность: определяют концентрации опасных выбросов в районе свалки. Получают метеорологические данные в радиусе 30 км от центра свалки, проводя наблюдения через каждые 6 часов. Оценивают метеорологические условия по разным пространственным направлениям. Определяют размер зоны влияния первичных токсичных газов, используя данные о выбросах свалок в виде концентраций токсичных газов, учитывая при этом скорости химической трансформации и химические времена жизни первичных продуктов токсичных выбросов свалок. Технический результат: определение зоны влияния продуктов токсичных выбросов свалок.

Изобретение относится к области морской гидрологии и может быть использовано для определения приливных колебаний уровня моря. Сущность: измеряют высоту поверхности уровня моря посредством регистрирующих устройств. Определяют моменты верхней кульминации Луны на фиксированном географическом меридиане. Определяют колебания уровня моря путем анализа результатов наблюдений по периодическим компонентам во временных рядах. При этом определяют гармонические постоянные по спектру частот фиктивных светил. При анализе результатов измерений выполняют деление спектра частот на равные временные циклы с последующим их совмещением, в котором гармонические постоянные определяют для отдельного фиктивного светила. Временной ход уровня прилива в точке измерения под действием приливных сил определяют по фазовому сдвигу. Изменение фазы прилива определяют по измеренным значениям уровня моря в фиксированных точках акватории моря, расположенных по возрастанию величины интервала времени между ближайшим предшествующим моментом времени верхней кульминации Луны и моментом верхней кульминации Луны. Кроме того, по изменению амплитуд гармонической составляющей высоты прилива со временем определяют пространственную изменчивость времени наступления максимальных вод прилива после сизигий в открытом море. При этом преобразования амплитуды, угловой частоты и фазы приливной гармоники сигналов осуществляют посредством интегрального и линейного преобразования Гильберта. Также определяют значения водных часов, выраженные в среднесолнечном времени. Технический результат: повышение достоверности результатов. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для получения изображений земной поверхности через турбулентную атмосферу. Способ основан на совместном использовании длинно-экспозиционного изображения и серии из N спектрально-фильтруемых коротко-экспозиционных изображений. Технический результат - повышение качества изображения зондируемого участка земной поверхности. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области физики атмосферы и может быть использовано в метеорологических целях. Сущность: по данным о координатах точки оценки, дате и времени оценки вычисляют внеатмосферные спектральные потоки солнечной радиации, сечения поглощения озона, коэффициенты ослабления солнечной радиации в результате рассеяния газами, оптическую массу атмосферы. По данным о величине приземного давления, влажности воздуха, общем содержании озона на уровне земной поверхности, общем балле облачности, среднем размере облачных и аэрозольных частиц определяют коэффициенты мутности и коэффициенты ослабления солнечной радиации атмосферным аэрозолем и облаками. Рассчитывают спектральные потоки солнечной радиации с учетом эффектов поглощения и рассеяния радиации аэрозолями и облаками. Технический результат: повышение точности оценки спектральных потоков солнечной радиации для географической точки.

Система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств включает стационарные датчики-газоанализаторы горючих газов, систему автоматического управления, содержащую блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления датчиками-газоанализаторами. В систему дополнительно введены блок автоматического переключения подачи газа из основной технологической линии в резервную и обратно, воздухопроводящие короба с общим завихрителем, в которые производится нагнетание воздуха с требуемыми параметрами от воздуходувной установки, позволяющие перемещать утечку газа в определенном направлении к последовательно расположенным датчикам-газоанализаторам, что позволит с достаточной степенью точности определить локальное расположение образовавшейся утечки в максимально короткое время с момента ее образования. Технический результат - повышение безопасности, своевременное, эффективное и оперативное обнаружение локального места утечки, снижение риска образования концентрации газа в воздухе. 2 ил.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений. Способ включает выбор совокупности веществ, для которых будет проводиться мониторинг местности вокруг точечного источника, определение маршрута пробоотбора по сезонному направлению ветра и построение карты изолиний загрязнений по полученным данным. Выбирают вектор преобладающего сезонного направления ветра. На этом векторе проводят отбор проб для каждого загрязнителя в двух точках r1 и r2, отстоящих от точечного источника на расстояниях в интервале от 5 высот источника (h) до 15 высот источника. Вычисляют коэффициенты В=ln(q1/q2·exp(С·((1/r2)-(1/r1))))/ln(r1/r2) и А=q1/(r1B)·exp(-C/r1), где q1 и q2 - концентрации загрязнителя в точках пробоотбора r1 и r2, С=30·h. Вычисляют одномерный профиль концентрации загрязнителя по направлению преобладающего ветра по формуле F(R,А,В)=A·RB·exp(-C/R), где R - текущее расстояние от источника, и переход к площадной картине распределения загрязнителя на местности происходит путем умножения удельной концентрации F(R,A,B) на транспонированную функцию розы ветров G(φ+180°), известную из метеонаблюдений для данного региона в выбранный сезон. Способ позволяет быстро и точно оценить степень загрязнения природной среды от техногенного точечного источника. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки интегральной влажности атмосферы над океаном. Сущность: получают значения радиояркостных температур по пяти радиометрическим каналам, имеющим частоты 10,65 ГГц, 18,7 ГГц, 36,5ГГц горизонтальной поляризации и 23,8 ГГц вертикальной и горизонтальной поляризаций. Вычисляют значения интегральной влажности с использованием зависимости, учитывающей значения радиояркостной температуры и коэффициентов настроенной Нейронной Сети. При этом численные значения упомянутых коэффициентов настроенной Нейронной Сети получают математическим моделированием уходящего излучения системы Океан-Атмосфера и проведением численного эксперимента с использованием Нейронных Сетей в качестве оператора решения обратной задачи с последующей настройкой способа на совмещенных в пространстве и во времени глобальных спутниковых и наземных измерениях. Технический результат: повышение точности оценки, расширение диапазона условий применения.

Изобретение относится к устройствам цифровых вычислений и обработки данных в области техники предупреждения аварийных ситуаций. Технический результат заключается в расширении арсенала систем контроля безопасности объектов и в повышении надежности и расширении функциональных возможностей интегрированной системы мониторинга для предупреждения возможного возникновения нештатной (аварийной) ситуации, с использованием интегрированной оценки комплексной безопасности опасного производственного объекта (КОБО ОПО), формируемой программным путем. Информационно-управляющая система комплексного контроля безопасности опасного производственного объекта содержит средства получения натурных данных технологического процесса и экологической обстановки, включающие датчики 1 концентрации паров жидкого вещества в воздухе, датчики 2 уровня и потерь на оборудовании передачи опасных веществ на участках 3, датчики 1 концентрации паров в воздухе, датчики 2 уровня и потерь, датчики температуры, размещенные на участках 4 хранения опасных веществ, аппаратуру 23 управления насосом, соединенные с пультом 22 экстренного реагирования участка 4, датчики 1 концентрации паров жидкого вещества в воздухе, датчики 2 уровня жидкого вещества и потерь и видеокамеры 5, размещенные на погрузочно-разгрузочных эстакадах 6, программируемые коммутаторы 7, к входам которых подключены датчики 1, 2, а выходы через маршрутизаторы 8 первичной информации связаны с визуальными табло 9 данных технологического процесса и экологической обстановки и с локальными технологическими сетями 10 участков 4 хранения, каждая из которых снабжена автоматизированным рабочим местом 11 мастера, каждая из сетей 10 участков через маршрутизатор 12 участка подключена к единой технологической сети 13 предприятия, связанной через видеоконцентратор 14 с видеокамерами 5, и через маршрутизатор 15 - с административной сетью 16, к которой подключены АРМ 24 мастера цеха, АРМ 25 служб цеха, сервер 18 базы данных, и через центральный маршрутизатор 19 - к информационно-аналитическому центру 20 для комплексной оценки безопасности производства, а также дежурно-диспетчерской службе 21 предприятия, выполненным с возможностью разноуровневых локальных и централизованных управляющих воздействий с одновременным информированием диспетчерской 26 территориальных служб контроля чрезвычайных ситуаций. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх