розділ 2, формула 2.1) нами
розроблені програми обчислення кутів астрономічної рефракції r і атмосферної
поправки DS у виміряні віддалі за цифровими моделями атмосфери, складеними на
основі аерологічних зондувань. В обох випадках в основу обчислень покладена
сферична модель атмосфери. Показник заломлення повітря обчислювався для всіх
заданих висот в кожній моделі за формулою Owens [192], причому при обчисленні
кутів астрономічної рефракції за довжину хвилі видимого світла прийнято l =
0,55 мкм, а поправки у віддаль – довжину хвилі лазерного випромінювання l =
0,6328 мкм.
За такими програмами були обчислені величини r і DS, що формуються різними
шарами атмосфери, а саме:
- висотою ~ 0,5 км, що дещо вище верхньої межі приземного шару;
- висотою 1,5 км, що відповідає в середньому верхньому рівню граничного шару;
- висотою ~ 8 км, що в середньому близька до верхньої границі тропосфери в
полярних регіонах;
- висотою всієї атмосфери кожної моделі, що складає 80 км.
В табл. 1.6-1.9 приведені значення r і DS для великих зенітних відстаней, що
виражають сукупний вплив всіх шарів атмосфери, а також відсотковий вклад
окремого, вище вказаного шару, в загальну величину r і DS [54]. Тут
представлені лише результати обчислень для двох антарктичних станцій Мірний і
Восток. Такий вибір обумовлений тим, що дані, отримані за моделями станції
Мірний (табл. 1.6 і 1.7), є характерні, в загальному, і для відповідних моделей
атмосфери більшості берегових антарктичних і трьох арктичних станцій,
досліджуваних нами. Характеристики r і DS, отримані за даними станції Восток
(табл. 1.8 і 1.9), суттєво відрізняються від попередніх, про що детальніше буде
вказано нижче.
Як видно з табл. 1.6 і 1.7, вклад шарів обох моделей атмосфери у формування
величин r і DS приблизно однаковий, трохи більший він в зимовий період,
оскільки в приземному шарі 0,04-0,2 км спостерігається слабка інверсія
інтенсивністю 1,2°C, а влітку – практично ізотермія.
Таблиця 1.6
Станція Мiрний (січень)
Z°
Шар 0,04 км -
Шар 0,04 км -
0,5
1,5
8,64
80
0,5
1,5
8,64
80,0
Вклад, %
rІ
Вклад, %
DS, м
75
5,3
15,1
63,7
218,6
5,6
16,7
68,9
9,0
85
5,8
16,5
66,7
607,8
6,1
18,4
72,5
24,4
88
7,6
20,9
73,0
1138,9
7,9
23,0
77,9
46,6
89
10,7
27,0
77,7
1533,1
11,0
29,0
82,0
63,8
89,8
21,2
39,4
82,7
2067,4
22,5
42,4
86,5
88,8
Таблиця 1.7
Станція Мiрний (серпень)
Z°
Шар 0,04 км -
Шар 0,04 км -
0,5
1,5
8,28
80
0,5
1,5
8,28
80,0
Вклад, %
rІ
Вклад, %
DS, м
75
6,1
17,0
64,0
230,3
5,6
17,8
68,9
9,0
85
6,7
18,5
66,9
643,7
6,5
19,2
71,8
24,5
88
8,7
23,2
73,4
1222,9
8,3
23,7
77,3
47,2
89
12,1
29,6
78,2
1672,4
11,4
30,0
81,6
65,1
89,8
24,0
43,2
83,7
2334,5
23,2
43,9
86,4
92,1
Зі збільшенням зенітної відcтані і, особливо, в зоні близькій до горизонту,
вклад приземного і граничного шарів атмосфери у формування величин r і DS
зростає в геометричній прогресії, перевищуючи, відповідно, 20 і 40 % при z =
89,8°.
З результатів обчислень за моделями атмосфери станції Восток спостерігається
більш контрастна картина як в залежності від сезону, так і від
Таблиця 1.8
Станція Восток (січень)
Z°
Шар 3,49 км -
Шар 3,49 км -
5,09
11,25
80
4,09
5,09
11,25
80
Вклад, %
rІ
Вклад, %
DS, м
75°
19,6
67,6
159,6
7,9
20,3
69,0
5,8
85
21,2
70,5
447,3
8,6
21,6
71,1
16,0
88
26,3
76,3
854,5
10,8
26,5
76,9
30,8
89
33,1
80,7
1171,5
14,6
33,1
81,3
42,8
89,8
46,1
85,5
1625,0
Таблиця 1.9.
Станція Восток (серпень)
Z°
Шар 3,49 км -
Шар 3,49 км -
3,79
4,09
5,09
10,6
80
3,79
5,09
80
Вклад, %
rІ
Вклад, %
DS, м
75
14,4
18,2
28,9
66,9
182,1
5,3
20,7
5,8
85
15,5
19,5
30,9
69,7
517,8
5,1
22,8
15,8
88
19,4
24,3
37,7
76,2
1034,6
6,1
27,3
31,1
89
25,8
32,2
47,2
81,8
1532,0
8,6
34,7
44,1
89,8
50,8
58,4
70,1
90,4
3049,4
21,9
52,7
69,8
ступеня атмосферних впливів на величини r і DS (табл. 1.6 і 1.7). Тут в літній
період вклад граничного шару розмірний з відповідним вкладом зимової моделі
станції Мірний і навіть вищий через дещо більш інтенсивну інверсію температури.
Взимку різко зростає на відповідних зенітних відстанях як сама величина
астрономічної рефракції r, так і вклад граничного і приземного шару в її
формування. Так у шарі 1,6 км від поверхні станції вплив атмосфери на величину
r зростає в півтора рази в порівнянні з літнім періодом, а складова рефракції в
зоні близькій до горизонту становить 70%. Особливо відчутний вклад вносить
нижній 300-метровий шар. На зенітній відстані Z = 75° він складає 14%, а при Z
= 89,8° перевищує 50%. Причиною цього є велика інтенсивність температурної
інверсії в цьому шарі.
Таким чином, насамперед, при кутових, а також і при віддалемірних вимірюваннях
на приземних трасах великої протяжності найбільш відчутні спотворення в
результати вимірів вносить граничний і, особливо, приземний шар зокрема. Так,
при кутових вимірюваннях вклад приземного шару у формування атмосферної
рефракції може перевищувати 50 % від її загальної величини. Отже, досягнення
високоточних результатів вимірів у полярних регіонах можливе лише при
детальному представленні граничного і, в першу чергу, приземного шару атмосфери
[54].
Наведемо для порівняння оцінку вкладу приземного і граничного шару атмосфери у
формування загальної величини астрономічної рефракції в середніх широтах за
результатами аерологічного зондування на с
- Київ+380960830922