Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biến động ngắn hạn của độ mờ khí quyển và độ nhiễu quang học trong môi trường sa mạc
Tóm tắt
Biến động của độ mờ khí quyển được tính toán từ các phép đo bức xạ mặt trời trực tiếp và chiều dài đồng bộ ngang, r
0, được suy diễn từ chuyển động hình ảnh độ chênh lệch của các nguồn sao cho thấy sự dao động rõ rệt trong khoảng vài phút dưới các điều kiện không ổn định do đối lưu trong môi trường sa mạc. Các khoảng thời gian yên tĩnh, các sự kiện "trung tính", khi xảy ra các điều kiện khí động lực gần bề mặt địa phương cho thấy sự giảm đáng kể trong dao động của các đại lượng này. Kết quả chuyển động hình ảnh trong điều kiện ban đêm (ổn định) thể hiện các mẫu biến đổi chậm với sự giảm thiểu các biến đổi ngắn hạn (vài phút). Các phép đo được thực hiện bằng một bộ công cụ đo lường khảo sát cùng một thể tích khí quyển. Các thiết bị được sử dụng bao gồm một thiết bị đo bức xạ mặt trời, Hệ thống Đo lường và Quan sát Khí động (ATMOS), một sodar, một scintillometer, và các cảm biến gắn trên tháp. Một hiển thị thời gian - độ cao của dữ liệu sodar được hiệu chỉnh cho tham số cấu trúc chỉ số khúc xạ, C
2
, kết hợp với các phép đo scintillometer cho thấy sự tiến hóa theo nhịp ngày đêm của lớp ranh giới phản ứng với chu kỳ nung nóng-làm mát địa phương và các dòng thoát nước từ các ngọn núi xung quanh. Nhiều đặc trưng khí quyển được quan sát và thảo luận trong các kết quả này khi chúng ảnh hưởng đến tính chất của các mẫu độ mờ và r
0. Những khía cạnh đặc biệt đáng quan tâm là sự phát triển của đối lưu, những thay đổi trong lớp vỏ cuối trong, cấu trúc các dòng nhiệt, các sự kiện trung tính, và các tương tác giữa sóng và nhiễu loạn. Các dao động hình sin, được xác định là các sóng trọng lực nội bộ, được quan sát trong các cấu trúc phân lớp ban đêm.
Từ khóa
#độ mờ khí quyển #độ nhiễu quang học #điều kiện không ổn định #môi trường sa mạc #đối lưu #sóng trọng lực nội bộTài liệu tham khảo
Ångström, A. K., 1929: On the atmospheric transmission of sun radiation and on dust in the air.Geogr. Ann. 11, 156–166.
Ångström, A. K., 1930: On the atmospheric transmission of sun radiation II.Geogr. Ann. 12, 130–159.
Brost, R. A., Wyngaard, J. C., 1978: A model study of the stably stratified planetary boundary layer.J. Atmos. Sci. 35, 1427–1440.
Couder, A., 1936: Optique atmospherique-measure photographique de l'agitation des images stellaries.C.R. Acad. Sci. Paris 205, 609–611.
CSAGI, 1958:Radiation Instruments and Measurements, Part VI, IGY Instruction Manual. Oxford: Pergamon, pp. 371–466.
Eaton, F. D., Garvey, D. M., Dewan, E., Beland, R., 1985: Transverse coherence length (r 0) observations. Proceedings of the SPIE, Arlington, VA, Vol. 551, 42–50.
Eaton, F. D., Hines, J. R., Hatch, W. H., Drexler, J. J., Northrup, J., 1995: Turbulence measurements during spring of 1994 at Apache Point Observatory, ARL Technical Report TR-560,42pp.
Eaton, F. D., Peterson, W. A., Hines, J. R., 1990: Morphology of transparent inhomogeneities. Proceedings of the SPIE, Orlando, FL, Vol 1312, 134–146.
Eaton, F. D., Peterson, W. A., Hines, J. R., Drexler, J. J., Waldie, A. H., Soules, D. B., 1988b: Comparison of two techniques for atmospheric seeing. Proceedings of the SPIE meeting, Orlando, FL, Vol. 926, pp. 319–334.
Eaton, F.D., Peterson, W. A., Hines, J. R., Drexler, J. J., Waldie, A. H., Soules, D. B., Qualtrough, J. A., 1989: Phase structure measurements with multiple apertures. Proceedings of the SPIE, Orlando, FL, Vol 1115, pp. 218–223.
Eaton, F. D., Peterson, W. A., Hines, J. R., Peterman, K. R., Good, R. E., Beland, R. R., Brown, J. H., 1988a: Comparisons of VHF radar, optical, and temperature fluctuation measurements ofC 2 n ,r 0 andθ 0.Theor. Appl. Climatol. 39, 17–29.
Eaton, F., Wendler, G., 1983: Some environmental effects of forest fires in interior Alaska.Atmos. Environ. 17/7, 1331–1337.
Forbes, F. F., 1982: Dome induced image motion. Advanced Technology Telescopes, Proceedings of the SPIE, Tucson, AZ, Vol. 332, pp. 185–192.
Forbes, F. F., Barker, E. S., Peterman, K. R., Cudabeck, D. D., Morse, D. A. 1985: High altitude acoustic sounders. Proceedings of the SPIE, Arlington, Vol. 551, pp. 60–71.
Flohn, H., 1971: Saharization: Natural causes or management? WMO Special Environm. Report No. 2 (WMO No. 312), pp. 101–106.
Flowers, E. C., McCormick, R. A., Kurfis, K. R., 1969: Atmospheric turbidity over the United States, 1961–1966.J. Appl. Meteor. 8, 955–962.
Fried, D. L., 1966: Optical resolution through a randomly inhomogeneous medium for very long and short exposures.J. Opt. Soc. Amer. 567, 1372–1379.
Fried, D. L., 1975: Differential angle of arrival: theory, evaluation, and measurement feasibility.Radio Sci. 10, 77–86.
Garratt, J. R., Brost, R. A., 1981: Radiative cooling effects within and above the nocturnal boundary layer.J. Atmos. Sci. 38, 2730–2746.
Gossard, E. E., Hooke, W. H., 1975:Waves in the Atmosphere. New York: Elsevier, 456 pp.
Grace, J., Garvey, D., Eaton, F., Hines, J., Peterson, W., Hoidale, G., Kahler, J., Matise, B., 1990: Atmospheric Characterization at White Sands Missile Range for the SDC IV Program Data Report, Vol I–IV, ASL-DR-89-0005, U.S. Army Atmospheric Sciences Laboratory, White Sands Missile Range, NM.
Hänel, G., Bullrich, K., 1976: On the interpretation of atmospheric turbidity measurements.J. Atmos. Sci. u33, 794–797.
Hines, C. O., 1970: Comments on a paper by E. E. Gossard, J. H. Richter, and D. Atlas: Internal waves in the atmosphere from high resolution radar measurements.J. Geophys. Res. 75, 5956–5959.
Hines, J. R., McLaughlin, S. A., Eaton, F. D., Hatch, W. H., 1993: The U.S. Army atmospheric profiler research facility: Introduction and capabilities. Proceedings of the 8th Sympos. on Meteor. Obs. and Instr., AMS, Anaheim, CA, pp. 237–242.
Hoidale, M. M., Dayton, M. P., Newman, L., 1975: Atmospheric structure, White Sands Missile Range, New Mexico, Part 3, Upper air and surface data: Holloman Site, ECOM-DR-877, US Army Atmospheric Sciences Laboratory, White Sands Missile Range, NM.
Hooke, W. H., Jones, R. M., 1986: Dissipative waves excited by gravity-wave encounters with the stably stratified planetary boundary layer.J. Atmos. Sci. 43, 2048–2060.
Hootman, B. W., Blumen, W., 1983: Analysis of nighttime drainage winds in Boulder, Colorado, during 1980.Mon. Wea. Rev. 111, 1052–1061.
Kaimal, J. C., Wyngaard, J. C., Haugen, D. A., Cote, O. R., Izumi, Y., 1976: Turbulent structure in the convective boundary layer.J. Atmos. Sci. 33, 2152–2169.
Kitaoka, T., 1959: On the “Trübungsfaktor” of the atmosphere over the East Asia observed with Silver-disc Pyrheliometers.Geophys. Mag. 29, 173–228.
Linke, F., 1922: Transmissionkoeffizient und Trübungsfaktor.Beitr. Phys. Atmos. 10, 91.
Linke, F., 1929: Messungen der Sonnenstrahlung bei vier Freiballonfahrten.Beitr. Phys. Atmos. 15, 176.
Melice, J. L., Boughanmi, A., Eaton, F., Wendler, G., 1984: Turbidity measurements of Saharan Aerosol and their effects on atmospheric heating and planetary reflectivity.Arch. Met. Geoph. Biocl., Ser. B35, 203–220.
Merrill, K. M., Favot, G., Forbes, F., Morse, D., Poczulp, G., 1986: Planning the national new technology telescope (NNTT): VII, site evaluation project observation and analysis procedures. Advanced Technology Operational Telescopes III, Proceedings of SPIE, Tucson, Az., Vol. 628, pp. 148–154.
Miller, M. G., Kellen, P. F., 1975: Astronomical differential angle of arrival measurements. In: Digest of Technical Papers, Meeting on Imaging in Astronomy, Cambridge, MA, WB 3/1-WB 3/4.
Moroder, E., Righini, A., 1973: The evaluation of night time seeing from polar star trails.Astron. Astrophys. 23, 307–310.
Nastrom, G. D., Eaton, F. D., 1993a: Onset of the summer monsoon over White Sands Missile Range, New Mexico, as seen by VHF Radar.J. Geophys. Res. 98/D12, pp. 23, 235–23, 243.
Nastrom, G. D., Eaton, F. D., 1993b: The coupling of gravity waves and turbulence at White Sands, New Mexico, from VHF Radar Observations.J. Appl. Meteor. 32, 81–87.
Neff, W. D., Coulter, R. L., 1986: Acoustic remote sensing in probing the atmospheric boundary layer. In: Lenschow, D. H., (ed.) Boston, MA: American Meteorological Society, 269 pp.
Ochs, G. R., Cartwright, W. D., Russell, D. D., 1980: OpticalC 2 n Instrument Model II, NOAA Tech. Memo ERL WPL-51.
Redelsperger, J. L., Clark, T. L., 1990: The initiation and horizontal scale selection of convection over gently sloping terrain.J. Atmos. Sci. 47, 515–541.
Roddier, F.,1981: The effects of atmospheric turbulence in optical astronomy, Prog. Opt., XIX, North Holland, pp. 283–368.
Schneider, R. S., 1990: Large amplitude mesoscale wind disturbances within the intense midwest extratropical cyclone of 15 December 1987.Weather and Forecasting 5, 533–558.
Stobie, J. G., Einaudi, F., Uccellini, L. W., 1983: A case study of gravity waves-convective storms interaction: May 1979.J. Atmos. Sci. 40, 2804–2830.
Taft, P. H., Hoidale, M. M., 1969: White Sands Missile Range Climatography No. 3, Apache Site, WSMR, ECOM-DR-387, US Army Electronics Command, Atmospheric Office Report, US Army Atmospheric Sciences Laboratory, WSMR, NM.
Tatarskii, V. I., 1961:Wave Propagation in a Turbulent Medium. New York: Mc Graw Hill, 285 pp.
Uccellini, L. W., Koch, S. E., 1987: The synoptic setting and possible energy sources for mesoscale wave disturbances.Mon. Wea. Rev. 115, 721–729.
Valko, P., 1961: Untersuchung über die vertikale Trübungsschichtung der Atmosphäre.Arch. Meteor. Geophys. Bioklim., Ser. B11, 143–210.
Van Zandt, T. E., Chun, H. Y., Clark, W., Einaudi, F., Nastrom, G. D., Riddle, A. C., Warnock, J. M., 1993: A monochromatic gravity wave observed by the Flatland Atmospheric. Observatory, Preprints 9th Conference on Atmospheric and Oceanic Waves and Stability, San Antonio, pp. 185–188.
Volz, F., 1954: Himmelslicht und atmosphärische Trübung.Wetter und Leben 6, 99–104.
Wexler, H., 1934: Turbidities of American air masses and conclusions regarding the seasonal variation in atmospheric dust content.Mon. Wea. Rev. 62, 397–402.
Whitford, A. E., Stebbins, J., 1936: Photoelectric measurement of scintillation of stars.Publ. Amer. Astron. 8, 228.
Wyngaard, J. C., Izumi, Y., Collins, S. A., 1971: Behavior of the Refractive-Index-Structure Parameter near the ground.J. Opt. Soc. Amer. 61, 1646–1650.