Индикатриса рассеяния снежных кристаллов

Abstract

Радиолокационные методы исследования облаков и осадков являются одними из наиболее эффективных методов дистанционного зондирования атмосферы. Преимущества радиолокационных методов в том, что они позволяют оперативно измерять характеристики осадков на больших площадях. В условиях турбулентной среды частицы могут находиться под различными углами по отношению к падающему полю, поэтому в работе сделана попытка исследования индикатрисы рассеяния снежных кристаллов (зависимости эффективной площади рассеяния (ЭПР) от угла падения электромагнитной волны), что позволило оценить пределы изменчивости ЭПР частиц снега при вариациях угла возвышения антенны радара. Для численного моделирования рассеивающих свойств снежных частиц использовались частицы двух типов под различными углами наблюдения, при этом в работе рассматриваются два азимутальных угла падения электромагнитного поля в широком частотном диапазоне.

Радіолокаційні методи дослідження хмар і опадів є одними з найбільш ефективних методів дистанційного зондування атмосфери. Переваги радіолокаційних методів у тому, що вони дозволяють оперативно вимірювати характеристики опадів на великих площах. За умов турбулентного середовища частинки можуть знаходитися під різними кутами відносно до падаючого поля, тому в роботі зроблено спробу дослідження індикатриси розсіяння кристалів снігу (залежності ефективної площі розсіяння (ЕПР) від кута падіння електромагнітної хвилі), що дозволило оцінити межі мінливості ЕПР частинок снігу при варіаціях кута піднесення антени радара. Для числового моделювання розсіювальних властивостей частинок снігу використовувалися частинки двох типів під різними кутами спостереження, при цьому в роботі розглядалися два азимутальних кути падіння електромагнітного поля в широкому частотному діапазоні.

Radar methods of investigation of clouds and precipitation are the most effective methods of remote sensing of the atmosphere. The advantages of radar techniques are the abilities to measure quickly the characteristics of precipitation over large areas. In the context of the turbulent medium the particles may be at a different angle relatively to the incident field, so in the paper there was an attempt to study the scattering indicatrix of snow crystals (dependence of the radar cross-section (RCS) on the incidence angle of the electromagnetic wave), which allowed to evaluate the variability of the RCS of snow crystals at the variations of the elevation angle of the radar antenna. For the numerical simulation of the scattering properties of the snow crystals we used two types of particles at various angles of observation, at that in the paper we consider two azimuthal angles of incidence of electromagnetic field in a wide frequency range.