Применение карт спутникового диагноза для настройки грозопеленгационной системы московского региона

Грозы представляют наибольшую опасность для авиации. Оперативное предупреждение о них осуществляется по спутниковым картам вероятности гроз и данным грозопеленгационной системы московского региона (ГПС МР). Вероятность гроз по информации с геостационарных спутников (ИСЗ) оценивается в районах с Cb облаками, которые имеют уточненную географическую привязку (погрешность менее 5 км).
ГПС МР фирмы Vaisala состоит из четырех датчиков LS8000, размещенных в городах Нарофоминск, Волоколамск, Электроугли и Кашира. Датчики регистрируют электромагнитное излучение гроз в двух диапазонах: 1-350 кГц и 110-118 МГц. Измерения по спутниковой связи поступают в центр обработки ФГБУ «НИЦ «Планета».
Известно, что длинные радиоволны (<100 кГц), излучаемые грозовыми разрядами, распространяются между проводящими поверхностями земли и ионосферы (в основном слоя Е, расположенного на высоте ~120 км). Средние волны (100-1500 кГц) проникают выше в ионосферу и испытывают там большее поглощение. Метровые волны (30-300 МГц) из-за большего затухания и отражений имеют малый радиус действия (до 60-100 км).
Анализ показал, что сильные грозы, максимальный ток в которых превышает ~40 кА, удовлетворительно согласуются с положением высокой облачности, Cb облаков и гроз распознанных по ИСЗ. Слабые (<20 кА) и удаленные (на 250 км и более) грозы в ряде случаев оказались явно смещены (на 60-120 км) по направлению к Москве, которое совпадает с углом наклона оси эллипса рассеяния. Смещение оказалось тем больше, чем меньшее количество датчиков их обнаружило и меньше ток молнии, а также чем больше длина большой оси эллипса рассеяния гроз. Максимальное смещение гроз примерно в 3 раза превысило длину оси их эллипса рассеяния.
Количественная оценка показала, что смещение (на 60 км и более) в привязке слабых разрядов может возникать из-за повышенного ослабления при отражении в ионосфере (на высоте ~120 км) высокочастотной (100-350 кГц) части спектра регистрируемых радиоволн.
Проведенный анализ позволил существенно повысить точность информации ГПС МР за счет исключения гроз, длина большой полуоси эллипса рассеяния которых превышала 20 км. При этом общее количество регистрируемых гроз сократилось на 20-65%, а наибольшее ложное смещение оставшихся удаленных слабых гроз уменьшилось более чем в два раза (со 120 до 50 км). Распознавание оставшихся смещенных слабых гроз возможно по их упорядоченности вдоль линий, направленных на Москву.