ИСТИНА

Мониторинг состояния пограничного слоя атмосферы (термическая стратификация, скорость и направление ветра и т.д.) необходим для понимания условий взаимодействия атмосферы и различных типов подстилающей поверхности, на изучение которого обычно направлены различные экспериментальные измерительные кампании. Однако измерение метеорологических параметров выше первых нескольких метров требует сооружения дорогостоящих и маломобильных мачт, а возможности дистанционного мониторинга (например, с использованием СОДАРов и температурных профилемеров) ограничены по дискретности, точности и набору параметров. Стремительное развитие БПЛА (беспилотных летательных аппаратов) открывает широкие перспективы для их использования для изучения вертикальной и горизонтальной изменчивости метеорологических параметров пограничном атмосферном слое, в том числе в условиях неоднородного ландшафта (над границей суша-вода, лед-вода, лес-поле, город-пригород и т.д.). Малый вес и относительно низкая стоимость БПЛА делают особенно перспективным их применение в рамках интенсивных измерительных кампаний в экспедиционных условиях. В данной работе рассмотрен первый опыт проведения подобных измерений с использованием квадрокоптера DJIPhantom 4 Pro, оборудованного блоком датчиков iMet-XF. Высота полета квадрокоптера такой модели составляет 500 м, дальность полета - 1-2 км, время непрерывного полета на одном аккумуляторе – 20-25 мин. В состав измерительного комплекса входят: датчик температуры и влажности EE03: точность при 20°C ±0.3°C ; датчик влажности сенсор HC103 диапазон измерений 0...100% RH , точность при 21°C ±3% RH , температурная зависимость ±0.00035 xRHx (T-20°C), рабочий диапазон температур -40...85°C , датчики температуры с меньшим временем отклика PT-100 ThermistorMD 0805, направленный датчик радиационной температуры поверхности Melexis Model MLX90614(калибровка в широком температурном диапазоне: от -40 до 125°C для температуры датчика. Разрешение измерений 0,02°C точность 0,5°C, датчик атмосферного давления. Система использует автономный источник питания и допускает различные варианты установки датчика на корпусе БПЛА, вся информация собирается на центральную плату и пишется на SDкарту. В работе рассмотрено несколько примеров использования измерительного комплекса: зависание в точке рядом с метеостанцией с целью интеркалибровки датчиков и определения погрешностей, создаваемых вращением пропеллеров; получение вертикальных и горизонтальных профилей температуры и влажности и их сравнения с данными контактных измерений (ББС в зимних условиях и в Обнинске, рядом с метеорологической мачтой ИЭМ НПО «Тайфун») В рамках перечисленных экспериментов измерительный комплекс на базе квадрокоптера зарекомендовал себя как перспективная и многофункциональная система. При этом также были выявлены некоторые методологические проблемы, включая различия профильных измерений для восходящего и нисходящего вертикальных разрезов и чувствительность к установке датчиков на корпусе БПЛА.