Hidroterminis apatinio troposferos sluoksnio zondavimas bepiločiu orlaiviu (kopteriu)

Abstract

Apatiniame troposferos sluoksnyje yra didžiausias meteorologinių parametrų kintamumas horizontalioje ir vertikalioje plotmėje. Šiame sluoksnyje susidaro priežeminės oro temperatūros inversijos, kurių struktūra dar mažai ištirta, o ypač urbanizuotose teritorijose. Inversijos lemia oro priemaišų (dujiniai teršalai ir aerozolis) kaupimąsi poinversiniame sluoksnyje bei susijęs su horizontalaus matomumo sumažėjimu. Inversijos struktūra priklauso nuo sinoptinės situacijos: debesų dangos, reljefo, kraštovaizdžio, absoliutaus aukščio, augmenijos tipo. Troposferos hidroterminis zondavimas dronais yra unikalus tyrimas Lietuvoje. Dėl techninių ir finansinių priežasčių jau 4 metus nėra atliekami jokie atmosferos vertikalaus zondavimo matavimai. Tyrimui pasirinktos kelios skirtingos vietos Vilniaus mieste: Belmonto ir Vingio parkai bei palankios inversijoms formuotis sinoptinės sąlygos. 2017–2018 m. žiemos empiriniai matavimai palyginti su skaitmeninio modelio išvesties duomenimis. Hidroterminio zondavimo rezultatai parodė, kad ne visada palankios inversijos susidarymo sąlygos susijusios su atitinkamu realiu temperatūros profiliu. Be to, matavimo tikslumui įtakos turėjo ir temperatūros fonas zondavimo metu: nustatyta, kad žema temperatūra didina nuotolinių jutiklių inerciją. 2018 m. kovo 5 d. 8 val. ryte užfiksuotas storiausias pažemio inversijos sluoksnis ir didžiausias temperatūros gradientas Γ= –2,7 °C/100 m.

The boundary layer of atmosphere has the highest variability of meteorological parameters on a horizontal and vertical plane. In this layer temperature inversion is forming whose structure is still under the research, especially in urban areas. The influence of inversion layer on accumulation of air impurities (gaseous pollutants and aerosols) is associated with a decrease in horizontal visibility. The structure of the inversion depends on the synoptic situation, cloud cover, relief, landscape, absolute height, vegetation type. The hydrothermal sounding of troposphere by drones is a unique study in Lithuania because such research has not been carried out in Lithuania for 4 years. Two areas in Vilnius were selected for radio-sounding: Belmontas and Vingis parks. 2017/18 winter empirical measurements were compared with the weather forecast model output data from NOAA. Hydrothermal sounding is important for monitoring atmospheric contamination because inversion blocks all contaminants in the boundary layer of troposphere. The strongest inversion layer was recorded on 5 March 2018 at 8 am and the highest temperature gradient was Γ = –2.7 (°C/100 m).