Расчет потенциала перспективного радара НР-МСТ при исследовании нижней и средней атмосферы

В настоящее время планируется строительство радара НР-МСТ (Жеребцов и др., 2011) вблизи озера Байкал, представляющего собой фазированную антенную решетку, состоящую из двух панелей, удаленных на 100 м. Одно из основных назначений радара – исследование взаимодействия между разными слоями атмосферы, поэтому необходим широкий охват высот от тропосферы до верхней ионосферы. Исследовать ионосферу позволяет некогерентное рассеяние (НР), а мезосферу-стратосферу-тропосферу (МСТ) — когерентное рассеяние на флуктуациях, вызванных турбулентным перемешиванием. Метод МСТ, которому уделяется внимание в данной работе, позволяет оценивать скорость нейтрального ветра и интенсивность турбулентностей на заданной высоте. В работе анализируются возможности радара НР-МСТ при изучении нижней и средней атмосферы. Для этого чувствительность радара сравнивается с уровнем сигналов обратного рассеяния, которые наблюдаются на определенной высоте. Чувствительность выбирается таким образом, чтобы при заданном времени накопления и режиме работы добиться необходимой статистической достоверности оцениваемых параметров атмосферы. В нижней и средней атмосфере основной вклад в принимаемый сигнал вносит рассеяние на турбулентных флуктуациях. По мере роста высоты в стратосфере турбулентности ослабевают, что приводит к пропаданию сигнала рассеяния. Однако в мезосфере в летнее время, которое характеризуется низкими температурами, на высотах ~85 км регулярно наблюдается интенсивное когерентное рассеяние — появляется летнее мезосферное эхо. В работе проводится моделирование сигнала рассеяния, с учетом формирования условий для наблюдения этого явления (повышается число Шмидта среды). Показано, что радар позволит наблюдать рассеянные сигналы в тропосфере-стратосфере на высотах до 30 км и летнее мезосферное эхо. Также рассматриваются изменение потенциала радара в течение суток и года.

Работа выполнена при поддержке гранта научной школы НШ - 6894.2016.5.