دانلود ترجمه مقاله ساختارهای جوی موجود در تروپوسفر نشان داده شده با تصاویر با وضوح بالا (اسپرینگر ۲۰۱۹) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

ساختارهای جوی موجود درتروپوسفر نشان داده شده با تصاویر با وضوح بالا از رادار جو میانی و بالا در حالت تصویربرداری پیوسته

Atmospheric structures in the troposphere as revealed by high-resolution backscatter images from MU radar operating in rangeimaging mode

چکیده

مقدمه

روش ها/ آزمایشات

نتایج و بحث

ساختارهای رایج جوی مشاهده شده در طول کمپین های shUREX

لایه های نوسانی و همرفتی در سطوح میانی ابرها

ساختارهای موجی و بی ثباتی کلوین – هلمهولتز

لایه مرزی همرفتی

ساختارهای لایه و صفحه (S&L)

سازه های دارای نوسانات موجی

نتیجه گیری ها

منابع

چکیده

رادارهای باند VHF استراتوسفر / تروپوسفر (ST)در حالت تصویر برداری پیوسته فعالیت نمی کنند. همچنین، کیفیت فیزیکی تصاویر گرفته شده حدود 150m است. تنها استثنای موجود مربوط به رادار میان جوی و فرا جوی دانشگاه کیوتو (MU) در ژاپن است. تصویر برداری پیوسته با استفاده از اختلاف فرکانس در سال 2005 در این مرکز انجام شد و از آن پس مورد استفاده قرار گرفت. در طول مدت انجام آزمایش ها توسط رادار UAV شیگاراکی در بهار / تابستان 2015، 2016 و 2017، رادارMU در حالت تصویر برداری پیوسته عمل کرد تا کیفیت بالا برای تصاویر گرفته شده در فاصله 20 متر در برابر نسبت سیگنال به صدا (SNR) ایجاد شود. تصاویر زمینه ای کاپون نشان دهنده اختلاف در ساختار جوی در رطوبت جو همراه با جرئیات کامل هستند. این تصاویر برای توسعه سنسورها در خودروهای هوایی بدون سرنشین (UAV) و بررسی این ساختارها در قالب زمان بسیار مفید هستند. هدف این تحقیق، ارائه و بحث در مورد چنین ساختارهایی درجو است تا بتوان با ارائه دینامیک ها چشم انداز جامعی ارائه کرد. این ساختارها شامل امواج کلوین – هلمهولز (K –H) تولید شده توسط بی ثباتی کششی، لایه های موجی تولید شده میان ابری (MCT) و بی ثباتی های حاصل از همرفتی در جو مرطوب، لایه مرزی همرفتی(CBL) و ساختارهای لایه ای & صفحه ای( S&L) می باشند که در ستون جوی طبقه بندی شده اند. فیلم های بدست آمده از تصاویر رادار که در طول کمپین های سال های 2015 و 2016 گرداوری شده اند در فایل ضمیمه 1 ارائه شده اند تا بتوان با استفاده از آنها تکامل متغیر و جالب ساختارهای جوی را در رادار MU تشریح کرد.

نتیجه گیری ها

تصاویر گرفته شده با کیفیت از رادار MU که در حالت تصویر برداری پیوسته در طول کمپین های ShURE گرفته شده اند (لاک و همکاران 2001 – لاک و همکاران 2010 – لاک و همکاران 2018) نشان دهنده اختلاف در ساختارجوی با جزئیات کامل هستند. همچنین با توجه به این تصاویر می توان تکامل زمانی را مشاهده کرد. ما در این تحقیق به بحث در مورد مثال های مربوطه پرداختیم و اهمیت احتمالی آنها را در دینامیک های جوی ارائه کردیم. به هر حال، دیدن تصاویر و فیلم های گرفته شده از رادار برای تائید تکامل این ویژگی ها بهترین گزینه می باشند. همچنین، فیلم های گرفته شده را به صورت فایل مازاد 1 نشان داده ایم. امیدواریم که این فیلم ها اپراتورهای رادار ST را متقاعد سازند تا از تصاویر درحالت تصویر برداری پیوسته در محور عمودی رادارها استفاده کنند، از این رو این احتمال وجود دارد که بتوان تکامل ویژگی های جوی بیان شده در رادارهای بالا را ترسیم کرد.

Abstract

VHF band stratosphere/troposphere (ST) radars around the globe are seldom operated in range-imaging mode. As such, the typical range resolution of their backscatter images is about 150 m. The only exception is the Kyoto University’s Middle and Upper Atmosphere (MU) radar in Shigaraki, Japan. Range imaging using frequency diversity was implemented there in 2005 and has often been used since then. During the Shigaraki UAV Radar Experiment (ShUREX) campaigns in the spring/summers of 2015, 2016, and 2017, the MU radar was operated in range-imaging mode to provide a range resolution of typically 20 m, for good signal to noise (SNR) ratios. The resulting Capon backscatter images revealed a variety of atmospheric structures in the moist troposphere in great detail. They were also quite useful in deploying in situ sensors on board unmanned aerial vehicles (UAVs) to probe such structures in near real time guided by the images. The goal of this paper is to present and discuss some such structures of interest to atmospheric dynamics collectively, to provide an overarching view. They include Kelvin-Helmholtz (KH) billows generated by shear instability, mid-level cloud-base turbulence (MCT) layers generated by convective instability in a moist troposphere, convective boundary layer (CBL), and sheet and layer (S&L) structures in a stably stratified atmospheric column. Videos of radar images collected during the 2015 and 2016 campaigns are included as Additional file 1 to demonstrate the fascinating, ever-changing evolution of atmospheric structures over the MU radar.

Conclusions

The high-resolution Capon images from the MU radar, operated in range-imaging mode (Luce et al. 2001, Luce et al. 2010, Luce et al. 2018a) during the ShUREX campaigns revealed a variety of atmospheric structures in great detail. It was also possible to see their evolution in time. We have presented and discussed some examples of such structures of potential importance to atmospheric dynamics. However, it is best to see videos of the radar images to appreciate the evolution of these features. As such, we have presented the videos as Additional file 1. It is our hope that these videos persuade ST radar operators around the world to implement range-imaging mode of operation on at least the vertical beam of their radars, so that it is possible to visualize the evolution of atmospheric features above those radars.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ساختارهای جوی موجود درتروپوسفر نشان داده شده با تصاویر با وضوح بالا از رادار جو میانی و بالا در حالت تصویر برداری پیوسته

Atmospheric structures in the troposphere as revealed by high-resolution backscatter images from MU radar operating in rangeimaging mode