76191

Радиофизические методы

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Анализ физических свойств атмосферы определенного района измеряемых в метрологии имеет также большое значение для авиации сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства. Кроме глобальных измерений состояния атмосферы описанных выше радиофизические дистанционные...

Русский

2015-01-29

31.31 KB

2 чел.

МГРТ

Реферат на тему: Радиофизические методы

СТ.ГР. РМП-13

Копцев Яков

22.01.2015


1.Пассивные методы дистанционного зондирования. СВЧ-радиометрия.

Интенсивность радиотеплового излучения различных участков суши на разных частотах заметно отличается. Например, излучательная способность сухой почвы значительно больше, чем влажной. Это происходит потому, что излучательная способность сухих почв зависит от их температуры, химического состава и плотности, излучательная же способность влажной почвы зависит от степени её увлажнения, от засоленности и от температуры.

Радиотепловое излучение различных участков земли изучают, помещая на спутниках и самолетах так называемые радиометры СВЧ-диапазона. Анализ полученных результатов, позволяет определить физические характеристики исследуемых объектов: по интенсивности радиотеплового излучения можно, например, судить о степени увлажнения почвы - чем ниже излучательная способность грунта, тем выше его влажность. Этот радиометрический метод позволяет быстро определять качество полива на больших участках орошаемых земель, обеспечить оптимальный режим полива, сигнализировать о технических неполадках оросительных систем. С помощью таких радиометров изучают также степень засоленности почвенной влаги: анализируя радиотепловое излучение исследуемого участка почвы в разных участках СВЧ-диапазона в один и тот же момент времени, можно судить о степени засоленности почвенной влаги, принимая во внимание то, что концентрация растворенных в воде солей влияет на излучательную способность воды, но на разных частотах по-разному. С помощью таких измерений предотвращают засоление почв.

Ночью, при наличии над лесами облаков или дыма, необходимые наблюдения за состоянием лесных массивов с воздуха в видимой части спектра проводиться не могут. В этом случае важную информацию о состоянии лесных массивов дают радиофизические дистанционные наблюдения. Применение активные и пассивные методы, даёт возможность определять преимущественные породы деревьев в тех или иных участках, состояние этих участков, выявлять зоны поражения лесов. Радиофизические методы позволяют весьма оперативно производить инвентаризацию лесных массивов.

Особое значение имеет обнаружение очагов лесных пожаров с помощью анализа радиотеплового излучения, принимаемого СВЧ-радиометрами, установленными на спутниках или самолетах. Очаги возгорания таким способом можно обнаружить на самой ранней стадии и локализовать радиофизическими методами, даже если леса покрыты облаками или дымом. СВЧ-радиометрия позволяет также контролировать температуру торфяников и заблаговременно обнаруживать очаги подземных пожаров. Уже сейчас радиофизические методы уже помогают в оперативной борьбе с лесными и подземными пожарами и весьма перспективны в этом плане.


2.Активные методы дистанционного зондирования.

Для эффективного поиска и обнаружения водоносных слоев и линз грунтовых волн применяются, так называемые, активные радиофизические методы дистанционного зондирования. Эти методы заключаются в измерении радиолокаторами подповерхностного зондирования. Такие радиолокаторы работают на дециметровых и метровых радиоволнах длиной примерно от 1 дм до 30 м. Длинные волны используют потому, что они позволяют увеличить глубину исследований возможного залегания подпочвенных водных образований. Так, при длине волны порядка 1 м можно обнаружить пресную воду под влажной почвой на глубине 20 м, а под сухой почвой — на глубине до 200 м.

Особенно ценно оперативное подповерхностное зондирование для освоения засушливых местностей и пустынь. С помощью пассивного дистанционного наблюдения со спутников и самолетов, используя то, что в разных фазах вегетации злаковые и огородные культуры имеют различные значения излучательной способности, анализируя интенсивность радиотеплового излучения, можно определить состояние всходов сельскохозяйственных культур и составить соответствующие карты, контролировать рост биомассы, прогнозировать урожай.

Активные дистанционные методы значительно расширяют возможности контроля состояния сельскохозяйственных культур. Поскольку отражательная способность растений в радиодиапазоне существенно зависит от величины зеленой массы: стеблей и листьев и характер этой зависимости различен для злаковых и огородных культур, радиолокационная аппаратура, установленная на спутниках и самолетах, позволяет получать ценную информацию о величине биомассы иее свойствах: таким путем, например, можно судить о заболеваниях растений. Анализируя различную зависимость отражательной способности культуры от величины биомассы, культуры различают друг от друга: рост зеленой массы: стеблей и листьев пшеницы, ячменя, кукурузы уменьшает отражательную способность посевов этих культур в радиодиапазоне, а для корнеплодов (картофеля, свеклы) наблюдается обратная зависимость: с ростом биомассы отражательная способность в радиодиапазоне растёт.

Высокая скорость и точность получения данных о состоянии сельскохозяйственных культур на больших площадях и динамике изменения этого состояния с течением времени делает дистанционные радиофизические методы особенно ценными


3.Основные устройства дистанционного зондирования.

3.1.Радиозонды.

Анализ физических свойств атмосферы определенного района, измеряемых в метрологии, имеет также большое значение для авиации, сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства.

Кроме глобальных измерений состояния атмосферы, описанных выше, радиофизические дистанционные методывсе шире применяются для региональных атмосферных измерений. Сейчас наиболее широко применяют для исследования атмосферы шары-радиозонды, на борту которых размещены приборы, измеряющие температуру, давление и влажность воздуха. Показания этих приборов автоматически передает на Землю специальный радиопередатчик. Местоположение шаров и вектор скорости их движения, определяемые при помощи радиолокаторов, позволяют судить о скорости и направлении ветра на разных высотах. К сожалению, измерения при помощи радиозондов оказываются весьма громоздкими и медленными: для слежения только за одним таким шаром и получения информации о параметрах атмосферы вдоль его траектории требуется несколько часов. Необходимо еще дополнительное время для обобщения информации, поступающей от многих радиозондов.

3.2.Метеорадиотелескопы.

Чтобы добиться наилучшего результата, для метеорологических прогнозов желательно знать параметры вдоль всей толщи исследуемой поверхности в течение очень короткого времени, порядка нескольких минут. Такие измерения осуществляются путём направленного дистанционного измерения и анализа радиотеплового излучения различных слоев атмосферы на разных длинах волн - примерно от 1 мм до 2 см.. Так как слои атмосферы, находящиеся на разных высотах, дают наиболее интенсивное радиотепловое излучение на разных длинах волн, анализ излучения позволяет сразу получить информацию о физических параметрах атмосферы на разных высотах, вдоль всей толщи атмосферы и над определенными участками.

Так называемые наземные метеорадиотелескопы, реализующие описанную выше методику, позволяют практически мгновенно дистанционно измерять распределение температуры и влажности атмосферы по высоте вдоль всей толщи атмосферы. В будущем метеорадиотелескопы несомненно найдут широкое применение в метеорологии.

3.3.Радиолокаторы.

В отличие от метеорадиотелескопов радиолокаторы, быстро обнаруживающие атмосферные осадки, облака, ураганы, области повышенных градиентов температуры и давления, грозовые разряды уже сейчас довольно широко применяются в метеорологии. Радиолокаторы позволяют оперативно следить за перемещениями облаков, гроз, ураганов, получая ценную информацию о структуре, форме, размерах и физических свойствах объектов.



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50428. Изучение физического маятника (математического и оборотного) 243 KB
  Цель работы: экспериментальная проверка зависимостей между физическими величинами характеризующими колебания математического и оборотного маятников; экспериментальное определение ускорения свободного падения g помощью математического маятника; экспериментальное определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника. Общий вид универсального маятника FPM04 представлен на рис. Оба маятника математический и оборотный\' представляют собой различные реализации физического маятника.
50429. Экспериментальное определение среднего значения периода Тсвоб свободных колебаний; Ткрут крутильных колебаний (в зависимости от выбранной модели) 128.5 KB
  Экспериментальное определение среднего значения периода Тсвоб свободных колебаний; Ткрут крутильных колебаний в зависимости от выбранной модели. Экспериментальное определение зависимости периода Ткач колебаний с качением наклонного маятника от значения угла наклона плоскости колебаний. Сравнение экспериментально установленной зависимости периода Ткач колебаний с качением от значения угла наклона плоскости колебаний с теоретическими моделями различной степени сложности. Измерение периода свободных колебаний: № измерения...
50430. Изучение газовых законов. Определение показателя идиабаты и политропы 287.5 KB
  Кран 3 открыт давление в сосуде. Температура газа в сосуде равна температуре окружающей среды . Нагнетание насосом 5 воздуха в сосуд: воздух в сосуде нагревается до температуры при закрытом кране K. Проведём измерение конечного давления в сосуде после ходов насоса при различных но небольших скоростях его вращения.
50432. Изучение явления теплопроводимости в газах и определить коэфицент теплопроводимости воздуха 27.5 KB
  Цель работы: изучение явления теплопроводимости в газах и определить коэфицент теплопроводимости воздуха. Приборы и принадлежности: установка для измерения коэфицента теплопроводимости воздуха. Ход работы: Измеряем напряжение на проводнике, находящегося в трубке, при различном значении силы тока в цепи.
50434. Изучение явления теплопроводности в газах и определение коэффициента теплопроводности воздуха 67.5 KB
  Приборы и принадлежности: установка для измерения коэффициента теплопроводности воздуха. k На рисунке 1 изображена схема устройства установки для измерения коэффициента теплопроводности воздуха.Специализированная программа выдаёт нам следующие значения уравнения функции и коэффициента теплопроводности для каждой трубки: 1 .
50436. Сравнение вельш-корги-кардиган и вельш-корги-пемброк 1.36 MB
  Корги самая маленькая из группы пастушьих собак. Как и все остальные представители этой группы, корги в последнее время редко используются по назначению, однако их высокие рабочие качества постоянно подтверждаются учебными испытаниями и соревнованиями, где они успешно конкурируют с другими