Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обнаружение молниеопасных облаков по сигналам радиоизлучения атмосферных электрических разрядов

ВАК РФ 25.00.30, Метеорология, климатология, агрометеорология

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Нгуен Вьет Хан

Введение

1 Характеристики грозовых процессов во Вьетнаме

1.1 Региональные особенности грозовых процессов

1.2 Влияние грозовых процессов на экономику Вьетнама

2 Электрические процессы в облаках и особенности радиоизлучения, возкающего при атмосферных электрических разрядах

2.1 Структура электрически активных облаков

2.2 Электрические разряды в облаках

3 Радиоизлучение электрически активных облаков

3.1 Радиоизлучение при атмосферных электрических разрядах

3.2 Модель процессов при атмосферном электрическом разряде

3.3 Дипольные моменты различных типов атмосферных разрядов и токи в каналах разрядов

3.4 Электрические и магнитные поля, генерируемые мелкомасштабными атмосферными разрядами

3.5 Структурные особенности потока сигналов, излучаемых при атмосферных электрических разрядах.

4 Аппаратура для проведения экспериментальных исследований и методика проведения экспериментов

4.1 Выбор рабочих частот для аппаратуры, обеспечивающей прием сигналов, излучаемых электрически активными облаками

4.2 Радиоприемное устройство на 35 МГц

4.3 Быстродействующий параллельный аналого-цифровой преобразователь ]ЧУЬ

4.3.1 Функции устройства

4.3.2 Технические характеристики устройства

4.3.3 Структурная схема устройства 1ЧУЪ

4.3.4 Программирование устройства NVL

4.4 Методика проведения экспериментальных исследований

5 Результаты экспериментальных исследований и алгоритмы выявления полезных сигналов

5.1 Требования к алгоритму выявления полезных сигналов и подавления помех

5.2 Свойства полезных сигналов и напряжений помех, наблюдаемых в условиях северо-западного региона Российской Федерации

5.3 Алгоритм выявления полезных сигналов

5.4 Выводы

6 Обнаружение и определение координат каналов атмосферных электрических разрядов

6.1 Измерение координат каналов атмосферных электрических разрядов

6.2 Погрешности оценок координат каналов мелкомасштабных атмосферных

6.2.1 Параметры системы и их влияние на погрешность оценки координат каналов атмосферных разрядов

6.2.2 Погрешность оценок координат каналов атмосферных разрядов при совокупном влиянии всех воздействующих факторов

6.2.3 Анализ погрешностей оценок координат канала атмосферного электрического разряда с использованием метода Монте

Карло

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обнаружение молниеопасных облаков по сигналам радиоизлучения атмосферных электрических разрядов"

Задача выявления электрически активных облаков, способных поразить молниевым разрядом подлетающий к ним самолет, представляется весьма актуальной. Сложность этой задачи связана с тем обстоятельством, что достаточно часто наблюдаются случаи поражение самолетов молниевыми разрядами при их подлете к облакам, которые ни по каким признакам не могут быть отнесены к молниеопасным. Как правило, облака, в которых происходят грозовые процессы, сопровождающиеся молниевыми разрядами, хорошо обнаруживаются на далеких расстояниях. Они обладают значительной радиолокационной отражаемостью и хорошо видны на экранах бортовых радиолокаторов на большом удалении. В темное время суток происходящие в облаках молниевые разряды могут просматриваться на десятки-сотни километров. Такие облачные образования по существующим инструкциям пилоты должны облетать, не приближаясь к ним ближе, чем на 20 км.

Однако, как отмечается в [1], в 82 процентах случаев поражение самолетов молниевыми разрядами происходит при их подлете к облакам, которые ни по каким признакам не могут считаться молниеопасными, и лишь в 18 процентах случаев поражение самолетов молниями происходит при ошибочных действиях экипажа и приближении к грозовым облакам на недопустимо близкое расстояние. Отмечаются [2, 3, 4] многочисленные случаи поражения молниевыми разрядами самолетов в зимнее время года, когда грозовые процессы практически не наблюдаются.

Анализируя различные ситуации поражения самолетов молниевыми разрядами можно отметить, что, как ни странно, более безопасными являются грозовые процессы фронтального происхождения. Как правило, грозовые очаги фронтального происхождения хорошо наблюдаются экипажем самолета. Они обнаруживаются на больших расстояниях и с большой заблаговременностью. Это позволяет принять решение об облете грозового очага или о посадке на запасном аэродроме, или о возврате самолета в аэропорт вылета. Зачастую при прохождении фронта через трассу полета наиболее рациональным решением может оказаться задержка вылета на несколько часов.

Существенно сложнее принимать правильные решения при развитии гроз в результате внутримассовых процессов. При внутримассовых процессах развитие грозового облака распределено во времени и пространстве. На начальных стадиях развития облака в нем появляются разделенные в пространстве электрические заряды и связанные с ними электростатические поля. По мере развития облака возрастает объем, занятый электрическими зарядами, усиливается электростатическое поле облака. Однако, молниевые разряды в развивающемся облаке начинают происходить лишь после того, как будут сформированы достаточно большие объемы электрических зарядов, когда произойдет заметное пространственное разделение зарядов разных знаков, когда в больших объемах облака будут наблюдаться электростатические поля, величина которых превосходит [5] примерно 105 В/м. Такие значения электростатических полей в приемлемо больших объемах достигаются лишь через некоторое время после начала развития облака. Кроме того, процесс развития может пойти так, что в облаке будут разделенные электрические заряды, но их объемы и величина электростатического поля окажутся недостаточными для перехода облака в активную грозовую стадию развития, при которой начнут возникать молниевые разряды. Такие негрозовые, но электрически активные облака, особенно часто могут наблюдаться в холодное время года, в условиях пониженной конвекции.

Подобные негрозовые, но электрически активные облака могут представлять опасность для подлетающих к ним самолетам. Это связано с особенностями электрической структуры заряженных облаков и с тем обстоятельством, что летящий самолет, как правило также имеет электрический заряд.

Электрически активное облако имеет сложную структуру разделенных электрических зарядов. Экспериментальные исследования структуры электрических зарядов, выполнялись при пролете самолета через вершину электрически активного облака (облака, в котором незадолго до пролета через него самолета прекратился грозовой процесс [6]), а также с помощью ракетных электрозондов [7 - 10], которые запускались в облако с помощью ракеты. Исследования показали, что электрические заряды в облаке распределены крайне неравномерно и в локальном объеме облака наблюдается преобладание зарядов одного знака над зарядами другого знака. В результате образуются зоны неоднородностей электрических зарядов. Эти зоны неод-нородностей имеют характерное преобладание зарядов одного знака и характеризуются размерами в несколько десятков метров (по данным ракетного зондирования) и до 200 - 400 метров (по данным самолетного зондирования в вершинах распадающихся облаков). Именно такие локальные неоднородности одного знака, преобладая в какой-либо части облака, определяют крупномасштабное разделение электрических зарядов, без которых невозможно формирование каналов молний и развитие грозового процесса.

Самолет в процессе полета электризуется, т. е. обретает положительный или отрицательный электрический заряд. Это происходит по нескольким различным причинам. В основном электризация самолета происходит из-за его соударений с пылевыми частицами, с частицами облаков и осадков. Кроме того в двигателе самолета происходит неполное сгорание топлива и из-за соударений несгоревших частиц топлива с элементами двигателя также происходит электризация самолета. За счет имеющихся на самолете разрядников, часть накопленного электрического заряда стекает. Однако, как правила самолет остается заряженным.

В результате при подлете самолета к неоднородности электрического заряда облака, имеющей противоположный знак заряда, происходит локальное усиление электростатического поля, и его величина может превысить критическую, достаточную для возникновения разрядного процесса. Условия разряда облака на самолет облегчаются еще и, вследствие того, что за самолетом тянется шлейф горячих выхлопных газов, в котором имеются токопроводящие частицы углерода-частицы не-сгоревшего топлива. Струя горячего, а следовательно и несколько ионизированного газа, содержащего токопроводящие частицы значительно упрощает условия возникновения сильноточного атмосферного разряда, и самолет поражается молнией. Самолет, подлетая к электрически активному облаку, как бы провоцирует разряд, который, может быть, и не произошел, если бы самолет не приблизился к облаку.

Эти обстоятельства определяют актуальность задачи выявления таких облачных систем, которые, не будучи грозовыми, все таки являются молниеопасными для подлетающих к ним самолетам. Особенностью таких облаков является наличие областей с разделенными электрическими разрядами, между которыми имеются интенсивные электростатические поля. Даже если области разделенных электрических зарядов недостаточно обширны, а напряженности электростатических полей еще далеки от тех значений, которые достаточны для появления молниевых разрядов, облако, с учетом вышеизложенного может быть потенциально опасным для приближающихся самолетов.

Выделение подобных негрозовых, но потенциально молниеопасных, областей пространства представляется возможным, если определять координаты областей пространства, в которых возникают мелкомасштабные атмосферные электрические разряды, не переходящие в многокилометровые каналы молний.

Впервые о возможности обнаружения подобных разрядных процессов было сообщено в 1966 году в статье [11] Зонге К. Л. и Эванса В. Г. По результатам экспериментальных наблюдений, выполненных в 1964 - 1966 годах, авторы обнаружили, что радиоизлучение конвективных облаков начинает наблюдаться еще до появления первого молниевого разряда в облаке. По их наблюдениям за 8 - 16 минут до первого молниевого разряда из облака, в широком диапазоне частот начинают излучаться сигналы, имеющие форму пакетов кратковременных импульсов. По мере приближения облака к грозовому состоянию, когда в нем происходят молниевые разряды, частота следования пакетов импульсов, несвязанных с молниевым разрядом, возрастает.

Последующие исследования в этом направлении [12 - 19] были выполнены в Высокогорном Геофизическом институте (ВГИ, г. Нальчик) Аджиевым А. X., Бей-тугановым М. Н., Богаченко Е. М., Кармовым М. И., Медалиевым X. X., Сижаже-вым С. М. и другими авторами, а также в Ленинградском гидрометеорологическом институте (ЛГМИ) под руководством Заслуженного деятеля науки СССР Л. Г. Ка-чурина, Л. И. Дивинским, Б. Д. Ивановым, Ю. Г. Осиповым и др. Исследования радиоизлучения облаков проводились также и зарубежными авторами. Можно отметить работы [20 - 24], в которых приведены различные аспекты исследований процессов, происходящих в грозовых и грозоопасных облаках.

Ориентируясь на выполненные исследования можно сделать следующие выводы:

1) В развивающихся конвективных облаках происходит разделение электрических зарядов и формируются области пространства, в которых наблюдаются достаточно интенсивные электростатические поля и в которых, при определенных условиях, становится возможным появление мелкомасштабных электрических разрядов, не перерождающихся в многокилометровые молниевые разряды. При мелкомасштабных электрических атмосферных разрядах возникает генерируемое разрядом радиоизлучение.

2) На самых ранних стадиях развития облака генерируется очень слабое, так называемое "непрерывно-шумовое" излучение. Оно плохо обнаруживается даже современными высокочувствительными радиоприемными устройствами даже при использовании антенных систем с большим коэффициентом направленного действия. Его можно зарегистрировать только когда облако находится в непосредственной близости от пункта наблюдения. Оно проявляется в виде некоторого (3 - 5 кратного) увеличения шумовой дорожки и слабо отличается по форме от собственного шумового напряжения радиоприемного устройства. Если расстояние до облака превышает примерно 25 - 30 км, то этот компонент радиоизлучения практически необнаружим.

3) При последующем развитии облака возникает радиоизлучение, которое на первых стадиях исследования было названо "предгрозовым". Оно имеет форму кратковременных пакетов импульсов. Это радиоизлучение наблюдается на фоне непрекращающегося непрерывно-шумового излучения. Однако наблюдать обе компоненты можно лишь в том случае, если развивающееся облако находиться на незначительном расстоянии от пункта наблюдения. Импульсное излучение гораздо более мощное и оно обнаруживается на значительно большем расстоянии от облака. Частота следования пакетов импульсов возрастает по мере того, как увеличивается объем области разделенных электростатических зарядов и возрастает напряженность электрического поля в облаке. В пакете излученных сигналов может наблюдаться от нескольких десятков до небольшого числа сотен импульсов. По результатам наблюдений, выполненных на Северном Кавказе в ВГИ, число импульсов в пакете радиоизлучения равно в среднем 71. По результатам наблюдений, выполненных в Алазан-ской долине сотрудниками ЛГМИ (РГГМУ), среднее число импульсов в пакете излученных сигналов равно 55 ± 5 при среднеквадратическом отклонении 33 ± 4.8 (доверительные интервалы при доверительной вероятности 0.8). Распределение числа импульсов в пакете хорошо описывается функцией распределения Вейбулла. По мере приближения облака к грозовому состоянию частота потока пакетов излученных сигналов увеличивается.

4) Последующее развитие процессов в облаке приводит к его переходу к грозовой стадии, при которой начинают наблюдаться молниевые разряды. Молниевые разряды сопровождаются радиоизлучением, спектральная плотность которого на два - три порядка превышает спектральную плотность сигналов, генерируемых мелкомасштабные разряды. Радиоизлучение молниевых разрядов наблюдается на фоне непрекращающегося непрерывно-шумового радиоизлучения и "предгрозового" излучения в форме кратковременных пакетов импульсов. Это впоследствии дало основание отказаться от термина "предгрозовое" и заменить его названием "немолниевое". С учетом различия спектральной плотности мощности излученных сигналов разных типов, справедливо утверждение, что молниевое радиоизлучение обнаруживается наиболее просто, немолниевое излучение обнаруживается, если облака располагаются на расстоянии до 60 - 100 км от пункта приема и на еще более близких расстояниях от облака обнаруживаются источники сигналов непрерывно-шумового типа. Зачастую оказывается, что на выходе высокочувствительного приемника, настроенного на прием сигналов немолниевого излучения, при появлении молниевого разряда уровень сигнала столь велик, что наблюдается насыщение приемного тракта. Но если снизить чувствительность приемника, настроив его на нормальный (не насыщающий приемный тракт) прием сигналов, сопровождающих молниевый разряд, то сигналы немолниевого радиоизлучения на его выходе будут просто не видны.

5) После завершения грозового процесса в облаке остается достаточно большое количество разделенных зарядов, и в отдельных зонах облака наблюдаются достаточно интенсивные электростатические поля. И, хотя для формирования молниевых разрядов дипольного момента разделенных зарядов и напряженности электрического поля недостаточно, условия для формирования мелкомасштабных разрядов сохраняются. Поэтому на стадии диссипации облака в течении некоторого времени сохраняется возможность наблюдения сигналов немолниевого и непрерывно-шумового радиоизлучения.

6) Потенциально молниеопасными для самолетов являются облака, в которых имеются разделенные в пространстве электрические заряды, даже в том случае, когда эти заряды недостаточны для формирования каналов молниевых разрядов. Самолет, как правило, несущий электрический заряд и обладающий длинным шлейфом горячих выхлопных газов, в составе которых имеются токопроводящие частицы несгоревшего топлива, может спровоцировать разрядный процесс, т.е. быть поряженным молнией. Поэтому для предотвращения случаев поражения самолетов молниевыми разрядами необходимо выявлять электрически активные, потенциально молниеопасные облака, в которых имеются области разделенных электрических зарядов и интенсивные электрические поля. Исходя из статистики поражения самолетов молниевыми разрядами, можно сделать вывод, что облака, в которых наблюдаются грозовые процессы, сопровождаемые молниевыми разрядами, менее опасны для самолетов, нежели электрически активные, но негрозовые облака. Пилоты самолетов, наблюдая с больших расстояний грозовые облака, могут влететь в них лишь в результате ошибочных действий, нарушая установленные инструкции по полетам. При подлете к электрически активным, но негрозовым облакам, пилот не осознает опасности поражения самолета молнией. Такие облака ни по каким признакам не классифицируются как молниеопасные. Поэтому представляется актуальной и своевременной задача поиска методов и средств выявления электрически активных облаков, потенциально молниеопасных для подлетающих к ним самолетам.

7) Выявление подобных облаков может быть основано на определении местоположения источников сигналов радиоизлучения, вызванного атмосферными электрическими разрядами. Сейчас в различных странах [25 - 30] используются системы многопунктной пеленгации молниевых разрядов. В этих системах несколькими пунктами принимаются сигналы, излучаемые каналами молниевых разрядов. Как правило, на каждом пункте, принявшем сигнал, определяется направление на источник излучения. Все данные передаются на центральный пункт приема, где вычисляются координаты источника излучения, оценивается ток в канале молнии, нейтрализованный заряд и направление протекания тока (облако-Земля или Земля-облако). Достоинство подобной системы в том, что она ориентировано на прием только очень мощных сигналов, обладающих большой энергией. Это делает ее очень помехоустойчивой. Она не воспринимает многочисленные слабые сигналы, связанные со сторонними источниками излучения естественного и антропогенного происхождения. Однако и нее есть и тот недостаток, что она не реагирует на слабые сигналы, связанные с мелкомасштабными электрическими разрядными процессами в атмосфере. Таким образом с помощью подобных систем нет возможности своевременного обнаружения облачных систем, находящихся в начальной стадии электризации, когда молниевые разряды в них еще не возникают, но в то же время в них уже имеются области разделенных электрических зарядов и сильных электростатических полей.

8) В связи с вышеизложенным представляется рациональным исследование особенностей сигналов радиоизлучения атмосферных разрядов, связанных не только с молниевыми разрядами, но и с мелкомасштабными разрядами немолниевого типа. Необходимо установить особенности этих сигналов и выявить возможность их использования для создания многопунктной системы пеленгации, обеспечивающей своевременное выявление не только грозовых но и негрозовых, электрически активных, потенциально молниеопасных для самолетов облачных систем. Одной из сложных проблем, возникающих на пути создания подобной системы многопунктной пеленгации, является наличие мешающих сигналов. Поскольку полезные сигналы могут быть достаточно слабыми, особенно на ранних стадиях электризации развивающегося облака, то нужно найти алгоритмы выделения из общей совокупности сигналов, принимаемых на каждом пункте приема, полезных сигналов, связанных с атмосферными электрическими разрядами. Кроме того, необходимо создать приемный комплекс, который бы мог одинаково успешно принимать как слабые сигналы мелкомасштабных электрических разрядов, так и гораздо более мощные сигналы, генерируемые молниевыми разрядами. Необходимо найти рациональные алгоритмы вычислительных процессов, позволяющие достаточно быстро определять координаты источников излучения в условиях естественно допускаемых погрешностях измерений. Получаемые результата должны легко сопрягаться с теми данными о полях облачности, которые получаются современными метеорологическими радиолокаторами, которые работают в аэропортах и обеспечивают заинтересованные службы информацией об опасных полях облачности.

Этому кругу вопросов и посвящена данная диссертация.

Заключение Диссертация по теме "Метеорология, климатология, агрометеорология", Нгуен Вьет Хан

5.4 Выводы

При проверке разработанного алгоритма на независимых данных (не на данных обучающей выборки) получены следующие результаты:

1) Проверка реализована на независимой выборке, содержащей данные по четырем суткам наблюдений, в течение которых в Санкт-Петербурге и его окрестностях наблюдались грозовые процессы (03, 16, 21 и 23 июля 2003 года). Имеющейся информации недостаточно для репрезентативного статистического анализа, и нет возможности по имеющимся четырем независимым грозовым процессам дать обобщенную картину по статистическим характеристикам гроз, наблюдаемых в Северо-западном регионе. Поэтому ниже будут приведены данные о результатах наблюдений без сведений о доверительных интервалах и функциях распределения случайных величин, характеризующих грозовые процессы.

2) Наибольший поток импульсов помех связан с одиночными импульсами, после которых наблюдается незначительное шумовое напряжение, обусловленное собственными (аппаратурными) шумами и шумами галактического излучения, поступающего из антенной системы. Количество одиночных импульсов, наблюдаемых в течение суток, может превышать 80 ООО, т. е. в среднем практически каждую секунду может наблюдаться одиночный импульс напряжения. В среднем по результатам наблюдений четырех грозовых процессов, образующих независимую выборку для контроля качества алгоритма, 88.31 % импульсов помех - это помехи в форме одиночных импульсов. В одном из дней наблюдения, сопровождавшемся возникновением грозовой ситуацией, одиночные импульсы напряжения составили 98.1 % от всех наблюдавшихся импульсов помех. Однако, даже при интенсивности потока, превышающей 80 000 тысяч одиночных импульсов помех в сутки, разработанный алгоритм их распознавания обеспечивает очень эффективную работу, так как на прием и распознавание одиночных импульсов уходит не более 1 % от всего времени наблюдений и анализа. Остальное время затрачивается на прием полезных сигналов и напряжений помех других типов.

3) При проверке разработанного алгоритма ни одно из зарегистрированных напряжений помех не было неправильно распознано как полезный сигнал. Однако сравнительно большой процент полезных сигналов (8.61 %) был отнесен к напряжениям помех различных типов. При этом в среднем по четырем наблюдаемым ситуациям к напряжениям помех типа А было отнесено 1.79 % полезных сигналов, к помехам типа Б - 0.62 %, к помехам типа В - 1.33 % и к помехам типа Г - 4.87 %. Это объясняется очень жесткими требованиями, заложенными в алгоритм распознавания помех.

4) Обобщенные результаты проверки на независимых данных представлены в таблице 5.1 Как видно из таблицы наиболее часто полезные сигналы алгоритмом обработки классифицируются, как напряжения помех типа Г. Как показали результаты анализа, чаще всего помехи типа Г являются суммой полезного сигнала и напряжения помех. Именно из-за этой составляющей полезный сигнал не распознается и принятые данные классифицируются как напряжение помех. На втором месте -ошибочная классификация полезного сигнала как напряжения помехи типа А.

5) Оптимальный алгоритм классификации принятого напряжения может потребовать иной последовательности обработки принятой информации во время грозовых процессов. Это может стать особенно значимым в других регионах, особенно если приемный комплекс находится вдали от крупных мегаполисов, характеризующимся очень интенсивными полями мешающего радиоизлучения. Тогда при возникновении грозовых процессов вероятность появления полезных сигналов может превысить вероятность появления импульсных напряжений помех. В этом случае после фильтрации напряжений помех, связанных с одиночными импульсами, целесообразно в начале выполнить действия, ориентированные на выявление принадлежности принятого напряжения к полезным сигналам. И лишь затем определять, не является ли принятое напряжение помехой. Не исключено, что последнюю проверку можно и не проводить. Но в условиях Санкт-Петербурга, в котором напряжения помех появляются с существенно большей вероятностью, нежели полезные сигналы, оптимальный режим проверки должен соответствует вышеизложенному. Надо отметить, что ни в одном из четырех рассмотренных грозовых процессов вероятность появления полезного напряжения не превышала вероятности появления напряжений помех, и не было необходимости менять алгоритм обработки полученных данных. Однако нельзя исключить, что в условиях Вьетнама, где вдали от крупных городов уровень индустриальных помех может быть значительно меньшим, чем в Санкт

Заключение

1) В работе рассмотрены особенности грозовых процессов, происходящих во Вьетнаме. Показано, что грозовые процессы, происходящие во Вьетнаме, характеризуются высокой интенсивностью и оказывают существенное влияние на хозяйственную деятельность в стране. Это влияние носит различный характер, и, достаточно часто, его последствия негативны.

Однако, не следует считать, что с грозами связаны лишь отрицательные факторы, наносящие только ущерб человеку и обществу. Как утверждают вьетнамские крестьяне, урожай может быть хорошим только в тот год, когда было много гроз. По-видимому, настоящая причина повышенных урожаев связана с появлением азотистых соединений при атмосферных электрических разрядах. Они попадают в почву и содействуют повышению урожайности.

Но негативных факторов, связанных с грозовыми процессами очень много.

2) Так каждый год во Вьетнаме грозы уносят большое число человеческих жизней и являются причиной серьезных травм, наносимых людям. По неполной статистике, приведенной в газете "Nhan Dan" в 1999 году грозы непосредственно убили десятки людей и также многие десятки получили серьезные ранения. Автор суммировал приведенные в различных газетах данные и получил, что за один 1999 год погибло 13 человек и были серьезно травмированы 24 человека. Поскольку есть основания предполагать, что не все случаи поражения человека молниями были описаны в газетах, эти сведения можно рассматривать как минимальные. Примерно такая же статистика в другие годы.

3) Грозовые процессы - частая причина отказов радиоэлектронного оборудования, в том числе радиоэлектронного оборудования метеорологического назначения. Начиная с 1991 года, Вьетнамом проводились широкомасштабные закупки нового высокотехнологичного метеорологического оборудования. За 5 лет эксплуатации (с 1992 г. до 1997 г.) по сведениям Управления сетью Гидрометеорологической службы Вьетнама современные электронные приборы метеорологического назначения в условиях Вьетнама часто отказывали, причем, как правило, отказы обнаруживались после грозовых процессов. Измерительные метеорологические приборы и комплексы нового поколения особенно часто отказывали в Высокогорной северной части (около 60 %), где грозовые процессы часты по числу дней в году и имеют значительную продолжительность. Так за указанные 5 лет эксплуатации во Вьетнаме отказали 51 % анеморумбомеров EL, 38 % дождемеров SL-1, 100 % автоматических гидрометеорологических станций MITRA и 92.9 % цифровых термографов VDN-01. И лишь серьезные технические доработки аппаратуры, которые были проведены под руководством и при участии автора, позволили значительно снизить влияние грозовых процессов на частоту отказов метеорологической аппаратуры.

4) Грозовые процессы могут являться причиной серьезных авиационных происшествий, аварий и даже авиационных катастроф. Они часто являются причиной нарушения регулярности воздушных сообщений. При этом, как и в России, поражения самолетов молниевыми разрядами преимущественно наблюдаются при приближении самолетов к облакам негрозовых форм, которые не идентифицируются как молниеопасные. Основная причина такой ситуации связана с теми обстоятельствами, что экипаж, лишь допуская ошибки или нарушая существующие инструкции, может приблизиться к молниеопасному облаку, в котором происходят грозовые процессы. По существующим правилам к м олниеопасным грозовым облакам, обладающим высокой радиолокационной отражаемостью и большим уровнем вертикального развития, самолет не должен приближаться ближе, чем на 15 км. Такие облака хорошо видны экипажу, как в дневное, так и в ночное время. Поражения самолетов молниевыми разрядами обычно происходят при их подлете или при их пролете через облака, которые ни по каким признакам не классифицируются как грозовые, молниеопасные. Электрический разряд, поражающий самолет, позволяет сделать вывод, что, по крайней мере в какой-то части негрозовых облаков, могут быть разделенные в пространстве электрические заряды и достаточно интенсивные электростатические поля. В процессе полета самолет электризуется. Причин электризации достаточно много. Главные из них связаны с соударениями фюзеляжа самолета с частицами облаков и осадков, с пылевыми частицами и с выбросом несгоревших частиц топлива, уносящих с собой электрический заряд. Поэтому самолет, приближаясь к облаку, может усилить напряженность поля до пробивного значения. Тогда произойдет разряд, который может поразить самолет. Самолет как бы провоцирует процесс атмосферного электрического разряда, который мог бы и не возникнуть, если бы самолет не подлетел к облаку.

6) Причина возникновения таких облаков видится в особенностях их развития и перехода в грозовое состояние. Внутримассовый грозовой процесс не может возникнуть мгновенно. Начальная стадия развития грозового облака сопровождается разделением электрических зарядов и появлением электростатических полей. На ранних стадиях развития электрически активного облака разрядные процессы не наблюдаются. По мере увеличения объема разделенных электрических зарядов, увеличения объемной плотности зарядов, возрастает напряженность электрического поля. Неоднородность плотности объемного электрического заряда обуславливает появление локальных неоднородностей напряженности электрического поля в облаке. И лишь когда напряженность электрического поля облака становится значительной в больших объемах облака и начинает приближаться в некоторых зонах внутри-облачного пространства к пробойному значению, в облаке могут начать возникать электрические атмосферные разряды. Разрядные процессы могут происходить, когда напряженность поля в значительной части облака станет равной или превысит (10 - 20) кВ/м. Чем выше будет напряженность электрического поля в облаке и чем большим будет объем разделенных электрических зарядов в облаке, тем более вероятными будут в нем электрические атмосферные разряды. На начальных этапах разрядные процессы связаны с формированием мелкомасштабных каналов разрядов по типу хорошо изученных ступенчатых лидеров. На ранних стадиях развития облака разрядные процессы не завершаются переходом к формированию многокилометровых молний. Лишь когда размеры области разделенных электрических зарядов достигнут единиц километров, а напряженность электрического поля в облаке превысит 105 В/м, в облаке начнут возникать молниевые разряды.

7) Не исключается такой вариант развития облака, при котором в нем возникнут области разделенных электрических разрядов и электростатические поля. Но, если объемы области разделенных зарядов будут недостаточно велики, если недостаточной будет объемная плотность разделенных электрических зарядов и напряженность электрического поля, то многокилометровые молниевые разряды в облаке возникать не будут. Такое облако, являясь негрозовым, может оказаться опасным для приближающихся к нему самолетов, поскольку самолет, как правило, заряжается в процессе полета. Причиной электризации самолета является его столкновения с частицами облаков и осадков, а также вынос электрического заряда несгоревшими частицами топлива. Если электрически заряженный самолет, подлетая к облаку, приблизится к области объемного заряда противоположного знака, то напряженность электрического поля может достичь пробойного значения и произойдет электрический разряд, поражающий самолет. Разрядный процесс может быть очень интенсивным, поскольку за самолетом тянется длинный шлейф разогретых газов, в которых имеются заряженные несгоревшие частицы топлива. Этот шлейф характеризуется повышенной электрической проводимостью и достаточно большой длиной, что способствует формированию канала разряда. Самолет, подлетевший к электрически активному, но негрозовому облаку, как бы провоцирует электрический разряд, который может быть и не произошел бы, если самолет не приблизился к облаку.

8) Подобные негрозовые, но электрически активные облака с областями разделенных электрических зарядов и высокой напряженности электростатического поля, могут появляться в любое время года, особенно в условиях пониженной конвекции в холодное время года. По статистике именно в таких облаках наиболее часто происходят поражения самолетов атмосферными электрическими разрядами. Выявление хотя бы какой-то части подобных электрически активных, но негрозовых облаков представляется актуальной задачей, решение которой позволило бы существенно повысить безопасность воздушного движения. Выявить электрически активные облака, наиболее близко подошедшие в своем развитии к молниеопасным для приближающихся самолетов, можно, если суметь определять координаты мелкомасштабных электрических разрядов, возникающих в таких облаках.

9) Грозовые облака также опасны для различной наземной радиотехнической аппаратуры. Опасен не только прямой молниевый удар, нанесенный аппаратуре. Молниевый разряд является источником значительных, быстро меняющихся электромагнитных полей. Они способны навести в различных цепях электронных схем сильные импульсы напряжения и тока, которые могут превысить предельно допустимые уровни и, тем самым, повредить элементы и узлы аппаратуры. Своевременная информация о приближении молниеопасного, грозового облака позволяет предпринять превентивные меры, снижающие риск повреждения аппаратуры. Порой достаточно своевременно, на период прохождения грозового облака в непосредственной близости от аппаратурного комплекса, отсоединить от него длинные линии связи, которые работают как антенны и служат основным местом проникновения в аппаратуру значительных по уровню импульсов тока и напряжения, наведенных быстро изменяющимися электрическими и магнитными полями.

10) Все перечисленные обстоятельства указывают на необходимость создания аппаратуры, обнаруживающей и определяющей координаты электрически активных облачных систем, в которых происходят процессы, способные оказать негативное влияние на хозяйственную деятельность. Для заблаговременного обнаружения электрически активных облаков, в которых еще не происходят грозовые процессы, но уже имеются области с разделенными электрическими зарядами и пространства со значительными значениями напряженности электрических полей предлагается использовать сигналы радиоизлучения, возникающего при мелкомасштабных электрических разрядах. При обычном режиме развития грозового облака такое радиоизлучение возникает за (12 - 18) минут до первого молниевого разряда. В условиях пониженной конвекции (например, в холодное время года) электрически активные облака с разделенными электрическими зарядами могут существовать длительное время, а затем, так и не став грозовыми, перейти в стадию диссипации и прекратить свое существование. Но возникающие в подобных облаках мелкомасштабные электрические атмосферные разряды могут "свидетельствовать" об их повышенной электрической активности и, тем самым могут являться предиктором, позволяющих их обнаружить и определить координаты опасных зон пространства.

11) Радиоизлучение искровых разрядов характеризуется очень широкой полосой излучаемых частот. Спектральные характеристики сигналов немолниевого радиоизлучения исследованы вплоть до частот 1000 МГц. Поэтому одной из задач на пути создания аппаратуры обнаружения электрически активных облаков является правильный выбор спектра частот для приема полезных сигналов. Спектральная плотность излученных сигналов имеет максимум в длинноволновом диапазоне радиоволн и монотонно падает с ростом частоты. Но работать в этом диапазоне, также как в диапазонах средних и коротких радиоволн нерационально из-за большого уровня помех, связанных с приемом сигналов от дальних грозовых процессов. Более рационально использовать ультракоротковолновый диапазон, на котором спектральная плотность излученного сигнала еще сохраняет достаточно высокие значения, но дальность распространения радиоволн определяется прямой видимостью. При обнаружении источников излучения, расположенных на высоте, как правило, превышающей несколько сотен метров, дальность прямой видимости может измеряться десятками-сотнями километров, и реально ограничена энергией излучаемого сигнала. На основе многолетних наблюдений и измерений для наблюдений за радиоизлучением мелкомасштабных электрических атмосферных разрядов можно рекомендовать диапазон частот (35 ± 2) МГц. Как известно, участок диапазона (31 - 38.5) МГц используется для усилителей промежуточной частоты телевизионных приемниках. Поэтому выбранный участок частот свободен от помех работающих радиостанций, которыми эта область частот не используется, чтобы не создавать помех телевизионному приему. Выбранная ширина полосы принимаемых частот (4 МГц) достаточно широка для того, чтобы решить задачу точной оценки момента приема сигнала.

12) Для исследования поля помех, возникающих в этом диапазоне частот, были проведены многомесячные наблюдения и регистрация принимаемых радиоприемным устройством излучаемых сигналов и напряжений помех. Наблюдения и регистрация сигналов проводилась круглосуточно, в будние дни, в выходные и праздничные дни с апреля 2000 года до ноября 2001 года. Затем были выявлены характерные структурные особенности полезных сигналов и напряжений помех. На этой основе были разработаны алгоритмы фильтрации, позволяющие исключить напряжения помех и выделить для последующей обработки полезные сигналы, связанные с радиоизлучением мелкомасштабных атмосферных электрических разрядов. Для разработки алгоритмов выделения полезных сигналов и подавления помех осуществлялось сопоставление зарегистрированных данных наблюдений в обычных ситуациях с данными, зарегистрированными во время грозовых процессов. Было установлено, что наиболее часто регистрируются помехи в форме одиночных импульсов большой амплитуды. При регистрации сигналов в ждущем режиме в некоторых случаях более половины зарегистрированных сигналов состоят из единственного импульса, не имеющего отношения к сигналам, излучаемым в процессе мелкомасштабного атмосферного электрического разряда. Во время грозовых процессов радиоизлучение, сопровождающее мелкомасштабные атмосферные электрические разряды имеет форму пакета импульсов, в котором число одиночных импульсов обычно измеряется несколькими десятками, но может достигать нескольких сотен. На частоте (35 ± 2) МГц кроме одиночных импульсов помех наблюдаются также напряжения помех искусственного происхождения. Эти помехи встречаются гораздо реже -единицы процентов от общего числа случаев во время негрозовой ситуации и доли процента на предгрозовой стадии развития облака и во время грозы. Они, как правило, относительно легко обнаруживаются, так как в них обычно хорошо проявляется квазипериодическая составляющая, выдающая их искусственное происхождение. И, наконец, имеется небольшая группа напряжений помех, структурные характеристики которых аналогичны структурным характеристикам полезных сигналов. Эти сигналы возникают при включении и выключении близко расположенных приборов, и они связаны с искровыми процессами, происходящими при коммутации электрических цепей. Надо отметить, что такие напряжения помех характеризуются относительно небольшой излученной энергией и практически они наблюдаются лишь при включении и выключении приборов, находящихся в непосредственной близости от приемного оборудования.

На основе данных о структурных особенностях напряжений помех были разработаны алгоритмы их выявления, после чего вновь возобновились наблюдения и регистрация сигналов. Новая серия наблюдений началась с марта 2002 года, и продолжаются до настоящего времени. В новой серии наблюдений осуществляется фильтрация напряжений помех, и регистрируются только полезные сигналы. Обработка результатов, полученных в новой серии непрерывных длительных наблюдений, подтвердила высокое качество разработанных алгоритмов фильтрации помех и выделения полезных сигналов. Разработанные алгоритмы фильтрации позволяют избавиться от основной совокупности напряжений помех, поступающих в процессе работы в приемную аппаратуру за исключением крайне редко наблюдаемых помех, структурные особенности которых совпадают со структурными особенностями полезных сигналов.

13) Были рассмотрены алгоритмы обработки информации, принимаемой различными пунктами приема, и определены последовательность обработки информации, обеспечивающая определение координат канала мелкомасштабного, атмосферного, электрического разряда. Используя численные методы дифференцирования, вычислены частные производные по 12 различным параметрам, значения которых определяют точность оценки координат источника излучения. Показано, что при разработке системы многопунктной разностно-дальномерной системы пеленгации необходимо с очень высокой точностью знать координаты фазовых центров приемных антенн в различных пунктах приема. Погрешности при оценке координат источников излучения зависят от их расположения в пространстве и могут быть очень значительными, если имеются неточности в оценке координат фазовых центров антенных систем на разных пунктах приема. Весьма сильно погрешность оценки координат источника излучения зависит от погрешностей в оценке моментов приема сигналов на различных пунктах.

Наиболее значительны погрешности в оценке высоты источника излучения. Это связано с тем обстоятельством, что пункты приема сильно разнесены в горизонтальной плоскости и их разнос по вертикали невелик. В условиях горной местности, где можно хотя бы один из четырех пунктов приема расположить на значительной высоте, погрешность оценки вертикальной координаты цели может быть уменьшена.

14) С использованием метода Монте-Карло выполнена оценка погрешности, возникающей из-за неточностей измерений момента прихода излученного сигнала на разные пункты приема. Расчеты выполнялись для различных расстояний и разных азимутальных координат источника излучения. Расчеты были сориентированы на задачи своевременного обнаружения электрически активных облаков в ближней зоне аэропорта, т. е. в радиусе примерно (40 - 45) км от аэропорта. Именно в этой зон на этапах взлета и посадки наиболее часто происходит поражение самолетов молниевыми разрядами при их подлете к облакам, которые ни по каким признакам не классифицируются какмолниеопасные.

Был сделан вывод о том, что для определения координат каналов мелкомасштабных атмосферных электрических разрядов в ближней зоне аэропорта целесообразно разместить четыре пункта приема сигналов. Один из них центральный должен быть размещен на территории аэропорта, а три на удалении (20 - 25) км от центрального пункта по возможности в вершинах равностороннего треугольника. Показано, что при погрешности в оценке разностей времен прихода излученных сигналов на центральный и периферийные пункты примерно (95 - 100) не. Тогда в радиусе (40 - 45) км можно будет полу чать среднюю квадратическую погрешность в оценке координат не превышающую (200 - 300) м в горизонтальной плоскости. Погрешность оценки высоты источника излучения может быть значительной, измеряемой единицами километров. В некоторых случаях из-за погрешности измерений определить все три координаты источника излучения окажется невозможным. Однако в этом случае, как правило, могут быть определены две координаты в горизонтальной плоскости.

Для некоторых значений расстояний и азимутальных углов проиллюстрированы в виде эллипсов рассеяния результаты наблюдений. Продемонстрирована приемлемость получаемых результатов для решения практических задач.

15) Рассмотрена система, позволяющая с высокой точностью определять расстояние между двумя пунктами приема. Для измерения расстояния между двумя пунктами предлагается использовать третий пункт, на котором должна быть установлена приемная аппаратура. Поочередно на каждом из двух пунктов излучается последовательность радиочастотных импульсов на основной рабочей частоте 35 МГц. Этот сигнал принимается основными рабочими приемниками каждого пункта приема, и с их выходов транслируются по каналам СВЧ связи на дополнительный пункт приема. Измеряется временное запаздывание между сигналами, пришедшими с разных пунктов приема. Выполняется оценка временного запаздывание с помощью счетчика импульсов. Частота счетчика импульсов и количество циклов измерений подбираются таким образом, что после двукратного измерения (при излучении радиочастотного импульса сначала с одного, а затем с другого пункта приема) на счетчике будет сформировано число, среднее значение которого будет соответствовать количеству миллиметров между фазовыми центрами антенн тех пунктов, расстояние между которыми должно быть определено. Как показал анализ, при количестве циклов излучений радиочастотных импульсов с каждого пункта, равном 10000 результирующее среднеквадратическое отклонение расстояния между фазовыми центрами антенн не будет превышать 50 мм.

Показано, что при такой точности оценки временных сдвигов достижимая погрешность оценки координат источников излучения может быть весьма незначительной даже при 20-ти км расстоянии, разделяющем центральный и периферийные пункты приема. Так при расстоянии от источника излучения до центрального пункта приема, равном 20 км, среднее квадратическое отклонение координат не превышает 12 метров в горизонтальной плоскости и 100 метров по высоте. Если расстояние от центрального пункта до источника увеличить до 40 км, то погрешность оценок координат в горизонтальной плоскости не превысит 50 метров, а по высоте 600 метров, что также можно считать приемлемым.

16) Результаты выполненных работ могут представить интерес для тех отраслей хозяйственной деятельности, которым грозовые процессы могут нанести существенный ущерб. К числу таких отраслей можно отнести предприятия гражданской и военной авиации, поскольку статистика указывает на достаточно большое число поражения самолетов молниевыми разрядами при подлете к облакам, которые ни по каким признакам не соответствуют молниеопасным. Полученные результаты могут представить определенный интерес для предприятий горнорудной промышленности, в которой производятся взрывные работы, для уменьшения вероятности несанкционированных взрывов. Описаны случаи несанкционированных взрывов подготовленных зарядов, из-за наведенных электрических токов в длинных шлейфах, соединяющих подготовленные заряды с командным устройством. Не исключается интерес предприятий лесного хозяйства, в которых грозовые процессы являются достаточно частой причиной возникновения лесных пожаров, а также предприятий энергетики и связи, в которых молниевые разряды могут приводить к разрушениям линий электропередач, силовых трансформаторных подстанций, кабелей связи и аппаратуры связи.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Нгуен Вьет Хан, Санкт-Петербург

1. Брылев Г. Б., Евтеев Б. Ф. и др. Характеристики электрически активных зон в слоистообразных облаках. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 158 с.

2. Имянитов И. М., Евтеев Б. Ф,, Камалдина И. И. О причинах, приводящих к поражению самолетов молниями в холодное время года.: Методическое письмо. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 31 с.

3. Имянитов И. М., Евтеев Б. Ф., Камалдина И. И. Физические и метеорологические условия, приводящие к поражению самолетов атмосферно-электрическими разрядами вне кучево-дождевых облаков.: Методическое письмо. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. -39 с.

4. Имянитов И. М. Электризация самолетов в облаках и осадках. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 212 с.

5. Чубарина Е. В., Михайловская В. В. Определение электрической опасности облака для самолета. // Труды ГГО. 1988. - Вып. 514. - С. 40 - 47.

6. Имянитов И. М., Лободин Т. В. О зонах неоднородности в грозовых облаках. // Труды ГГО. 1964. - Вып. 157. - С. 3 - 8.

7. Машу ков X. М. К вопросу о ракетных измерениях напряженности электрического поля в грозовых и градовых облаках. // Труды ВГИ. 1976. -Вып. 35. - С. 38 - 50.

8. Машуков X. М. Экспериментальное исследование устройства для зондирования электрических полей в кучево-дождевых облаках. // Труды ВГИ. -1977,-Вып. 38.-С. 16-21.

9. Зашукаев Т. 3. Исследование электрической структуры грозовых облаков. Дис. на соискание ученой степени канд. физ. мат. наук: 11.00.09. - Нальчик: ВГИ, 1998. - 132 с.

10. Машуков X. М., Зашукаев Т. 3. К расчету индукционных датчиков для измерения зарядов на гидрометеорах.// Труды ВГИ. 1985. - Вып. 61. - С. 10 - 13.

11. Zonge К. L., Evans W. H. Prestroke radiation from thunder clouds. // J. Geophys. Res. 1966. -V. 71, №6. - P. 1519- 1523.

12. Аджиев A. X., Богаченко E. M. Импульсно-временные характеристики электромагнитного излучения грозовых облаков в дециметровом диапазоне.// Изв. АН СССР. Сер. ФАО. 1983. - Т. 24, № 9. - С. 973 - 979.

13. Аджиев А. X., Сижажев С. М. Методика исследования предгрозового состояния конвективных облаков и некоторые предварительные результаты. // Труды ВГИ. 1985. - Вып. 56. - С. 8 - 13.

14. Качурин JI. Г., Дивинский JI. И. и др. Активно-пассивная радиолокация грозовых очагов.//Изв. АН СССР. Сер. ФАО,- 1988. Т. 24, №6.-С. 601 -612.

15. Бейтуганов М. Н. Об обусловленных сильными электрическими полями физических явлениях в облаках. // Метеорология и гидрология. 1989. -№ 9. - С. 42 - 49.

16. Кармов М. И. Оценка полных энергий электромагнитного излучения разрядных процессов в облаках в диапазоне 4 1.10б кГц. // Труды ВГИ. - 1985. -Вып. 56. - С. 21-28.

17. Качурин Л. Г., Кармов М. И., Медалиев X. X. Основные характеристики радиоизлучения конвективных облаков. // Изв. АН СССР. Сер. ФАО. 1974. -Т. 10, № 11. - С. 1164-1169.

18. Активно-пассивная радиолокация грозовых и грозоопасных очагов в облаках. / Под ред. Л. Г. Качурина и Л. И. Дивинского. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 216 с,

19. Harvey R. В., Lewis Е, A. Radio mapping of 250 and 925 megahertz noise sources in clouds. // J. Geophys. Res. 1973. - Y. 78, № 12. - P. 1944 - 1947.

20. Proctor D. E. A hyperbolic system for obtaining VHF radio pictures of lightning.// J. Geophys. Res. 1971. - V. 76, № 6. - P. 1478 - 1489.

21. Mazur V. Triggered lightning strikes to aircraft and natural discharges. // J. Geophys. Res. 1989. - V. 94, № 3. - P. 3311 - 3325.

22. Uman M. A. Lightning. // Rev. Geophys. and Space Phys. 1983. - V. 21, № 5.1. P. 992 997.

23. Williams E., Geotis S. Radar diagnostics of the plasma and geometry of lightning. // Prepr. 23-rd Conf. Radar Meteor, and Conf. Cloud Phys. Boston: Mass, 1986. - Vol. 3 - P. 365 - 373

24. Tuomi Tfhio J. Salamahavainnot lightning observations in Finland 1987. // Geo-phys. Publ. Finl. Meteorol. Inst. 1988. -№ 5. - P. 1 - 37.

25. Crozier C. L. and all. Some observations and characteristics of lightning ground discharges in Southern Ontario. // Atmos. Ocean. 1988. - V. 26, № 3. - P. 399 -436.

26. Baron Pierre Orages. La meteo des coups de foudre. // Sci et auenir. 1988. -№497.-P. 40-45.

27. Tracking lightning. Is a US network on the horizon? / Lightning Location & Protection Inc. // Elec. World. 1987. - V. 201, № 12. - P. 15 - 18.

28. Due Nguyen Manh. Lightning observations at Tam Dao. // Publ. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sci. 1987. - № 26. - P. 75 - 83.

29. Orville Richard E. and all. Cloud-to-ground lightning flash characteristics from June 1984 through May 1985.// J. Geophys. Res. 1987. - V92, № 5. - P. 5640 -5644.

30. Pham Ngoc Toan, Phan Tat Dac. Khi hau Viet Nam. = Климат Вьетнама. -Hanoi: KHKT, 1978,- 319 tr.

31. Chuong trinh Khoa hoc Nha nuoc 42A 1990, So lieu KTTV VN, Т. 1: So lieu Khi tuong. = Гос. научная программа 42A - 1990, Гидромет. данные Вьетнама, Т. 1: Климатические данные. - Hanoi: TCKTTV, 1989. - 443 tr.

32. Tran Viet Lien. Characteristics and distribution of thunder-storm in Vietnam.// Seminar on Lightning and Lightning Protection, Hanoi, 24 26 April 1997. -Hanoi: Vietnamese Electrical Engineering Association, 1997. - P. 31 - 52.

33. Dang Ngoc Tung, Lai Due Nhan. Summary of results of lightning research in Vietnam. // Seminar on Lightning and Lightning Protection, Hanoi, 24 26 April 1997. - Hanoi: Vietnamese Electrical Engineering Association, 1997,-P. 1 - 14.

34. Lai Due Nhan, Tran Van Ap. Lightning density development of lightning density distribution map of Vietnam. // Seminar on Lightning and Lightning Protection,

35. Hanoi, 24 -26 April 1997. Hanoi: Vietnamese Electrical Engineering Association, 1997,- P. 55 - 76.

36. Мейсон Б. Дж. Физика облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. - 542 с.

37. Кочин А. В. Механизм образования электрического заряда в слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаках. // Метеорология и гидрология. -1995. -№10.-С. 42-49.

38. Качурин Л. Г., Бекряев В. И. Исследование процесса электризации кристаллизующейся воды. // ДАН СССР. 1960. - Т. 130, № 1. - С. 1141-1144.

39. Мучник В. М. Физика грозы. М.: Гидрометеоиздат, 1974. - 352 с.

40. Чалмерс Дж. А. Атмосферное электричество.-Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 422 с.

41. Юман М. Молния. М.: Мир, 1972. - 327 с.

42. Williams Earle, Geotis Spiros. Radar diagnostics of the plasma and geometry of lightning. // 23-rd Conf., Radar Meteorolog. and Conf. Cloud Phys. Snowmass Colo, 22 26 Sept. 1986. - Boston: Mass, 1986. - V. 3. - P. 365 - 372.

43. Mazur V., Fisher D. В., Gerlach J. G. Lightning strikes to a NASA Airplane penetrating thunderstorms at low altitudes. // J. of Aircraft. 1986. - V. 23, № 6. - P. 499 - 505.

44. Mazur V. Effect of E-field mill location on accuracy of electric field measurements with instrumented airplane. If J. Geophys. Res. 1987. - V. 92, № 10. - P. 12013- 12019.

45. Mazur V., Fisher D. B. Lightning strikes to an Airplane penetrating in thunderstorms // J. of Aircraft. 1984. - V. 21, № 8. - P. 607-611.

46. Mazur V. A physical model of lightning initiation on aircraft in thunderstorms.// J. Geophys. Res. 1989. - V. 94, № 3. - P. 3326 - 3340.

47. Christian H. J., Mazur V., Fisher B. D. The Atlas-Centaur lightning strike incident. // J. Geophys. Res. 1989. - V. 94, № 11. - P. 13169 - 13177.

48. Имянитов И. M. Электрическая структура мощных конвективных облаков (Cu. cong.) и ее связь с движениями воздуха в облаках. // Исследование облаков, осадков и грозового электричества: Сб. статей. М.: Гидрометеоиздат, 1961.-С. 225-238.

49. ШимониК. Физическая электроника. M.: Энергия, 1977.-608 с.

50. Дивинский Л. И. Исследование электрически активных облаков радиотехническими средствами. Дис. на соискание ученой степени докт. физ мат. наук: 11.00.09.-СПб.: РГГМИ, 1992.-489 с.

51. Довиак Р., Зрнич Д. Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 512 с.

52. Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1979. - 607 с.

53. Дивинский Л. И., Реуская К. В. Особенности радиоизлучения мелкомасштабных атмосферных электрических разрядов. // Итоговая сессия Ученного Совета РГГМУ, 23 24 января 2001 г. Тезисы докладов. - СПб.: РГГМУ, 2001. - С. 18-22.

54. Александров А. И., Граковский А. В. Моделирование тока обратного удара. -Рига: Рижский институт инженеров гражданской авиации, 1987. 36 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.09.87, № 6812. - В.87.

55. Mazur V., Ruhnke L.H. Model of electric charges in thunderstorms and associated lightning. // J. Geophys. Res. 1988,- У. 103, № 18 - P. 23299 - 23308.

56. Mazur V., Ruhnke L.H., Laroche P. The relationship of leader and returne strike processes in cloud-to-ground lightning. // J. Geophys. Res. 1995- Lett. 22. -P. 2613 -2616.

57. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники: В 2 т. / Под ред. Б. X. Кривицкого. М.: Энергия, 1977 - Т. 1 - 472 с.

58. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники: В 2 т. / Под ред. Б. X. Кривицкого. М.: Энергия, 1977. - Т. 2 - 504 с.

59. Распределение по Земному шару атмосферных помех и их характеристики. // Доклад 10-й пленарной ассамблеи МККР: Отчет № 322 Женева, 1964. -М.: Связь, 1965. 78 с.

60. Фильчук К. В. Структурные особенности радиоизлучения облаков в метровом диапазоне радиоволн (предварительные данные). // Методы и устройства передачи и обработки информации: Межвуз. сб. науч. трудов. СПб.: Гидро-метеоиздат., 2001. - С. 71 - 73.

61. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. Инженерная энциклопедия технологии и электронных коммуникаций М.: Эко-Трендз, 2000. - 267 с.

62. Болдин В. А. и др. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛО-НАСС. М.: ИПРЖР, 1998. - 399 с.

63. Шебшаевич В. С. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. Изд. 2. М.: Радио и связь, 1993.-414 с.

64. Соловьев Ю. А. Точность определения относительных координат и синхронизации шкал времени объектов при использовании спутниковых радионавигационных систем. // Радиотехника. 1998. - № 9,- С. 83 - 86.

65. Волков Н. М., Иванов Н. Е., Салищев В. А. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС. // Зарубежная радиоэлектроника. 1997. -№ 1. - С. 31-46.

66. Абезгауз Г. Г. и др. Справочник по вероятностным расчетам. М.: Военное издательство Минобороны, 1970. - 468 с.

67. Грибанов Ю. И., Мальков В. П. Спектральный анализ случайных процессов. -М.: Энергия, 1974.-240 с.

68. Математическая энциклопедия: В 5 т. / Под ред. И. М. Виноградова. М.: Советская энциклопедия, 1985. - Т. 5 - 1247 с.

69. Mazur V. and all. Initial comparison of lightning mapping with operational Time-of- Arrival and interferometric systems. // J. Geophys. Res. 1997. - V. 102, № 10.- P. 11071-11085.