Применение Ветровых Профилемеров (Содаров)

Содар предназначен для оперативной  диагностики турбулентных неоднородностей пограничного слоя атмосферы и измерения  скорости  и направления ветра. Область применения содаров – метеорология. Использование содаров предписано также предприятиям – потенциальным источникам аварийных ситуаций, связанных с загрязнением окружающей среды (в частности, на объектах атомной промышленности).

Большинство выпускаемых на рынке содаров – многоосевые. Приборы детектируют сдвиг частоты сигнала в трех или более радиальных направлениях, используют эти данные для получения профилей скорости и направления ветра. Акустические анализаторы в атмосфере ранее использовались для проверки низкотемпературных инверсий. Исследования с использованием анализатора рассеянного сигнала, проведенные в СССР и Австралии, показали что эхо может быть использовано на высоте до нескольких сотен метров. Затем, практическую применимость акустических зондов для измерения ветра в атмосфере с использованием принципа сдвига Доплера продемонстрировали ученые Национальной Океанической и Атмосферной Администрации. Однако, реальной движущей силой в развитии содаров является использование технологии фазированной антенной решетки. Эта технология предоставляет возможность управления полосой звуковых колебаний в любом направлении.  

Содары могут быть использованы везде, где необходимо определять характеристики распространения ветра. Применяются также для изучения дисперсии атмосферы, распределения ветра, предупреждения бурь, оперативного мониторинга ветра, анализа распространения звука, оценки микроволновых взаимодействий и контроля вихревых потоков самолетов.

Большинство систем содаров работают, испуская за короткие промежутки времени акустический пульсирующий сигнал, и затем принимая отраженный сигнал, анализирует его с целью определения скорости ветра, направления и характеристик турбулентности атмосферы. Отраженный сигнал, который будет зафиксирован при любом времени задержки между передачей и приемом позволяет получить данные о состоянии атмосферы с распределением по высоте, зависящие от скорости распространения звука в различных средах. Системы содаров имеют максимальный диапазон в пределах от сотни до нескольких сотен метров высоты.

Недостатком системы является то, что она не может предоставлять данных с высокой достоверностью во время сильных осадков, также на работу содара могут влиять определенные источники шума и помехи от земной поверхности. Таким образом, важно определить потенциально мешающие источники шума и установить минимальный уровень фонового шума при выборе места установки содара.

Практически все современные содары – моностатические, что означает, что приемная и передающая антенны расположены рядом, или одна и та же антенна является и приемной, и передающей. Вывод спектральных данных на дисплей также очень полезен с точки зрения эксплуатации системы. 

По некоторым своим преимуществам содары заменяют высокие мачты с множеством расположенных на них датчиков температуры и ветра. По сравнению с установкой такой мачты установить содар значительно дешевле и проще.

Получаемы с помощью прибора данные могут быть использованы  для  прогноза  распространения  в атмосфере   газо-аэрозольных   выбросов,   для нужд  авиационной  метеорологии  при  обеспечении  взлёта и посадки  летательных  аппаратов,  в  других  областях  народного  хозяйства,  где  требуются  оперативные  сведения  и  базы  данных  о состоянии нижнего слоя тропосферы.

Содары фирмы Scintec(Германия) являются универсальными акустическими профилемерами для измерения ветра и турбулентности атмосферы. Приборы компактные, удобные при транспортировке, могут использоваться на передвижных станциях.