VDI 3786 Blatt 18-2010 Environmental meteorology - Ground-based remote sensing of temperature - Radio-acoustic sounding systems (RASS).pdf
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1、wVEREIN DEUTSCHERINGENIEUREUmweltmeteorologieBodengebundene Fernmessung der TemperaturRadioakustische Sondierungssysteme (RASS)Environmental meteorologyGround-based remote sensing of temperatureRadio-acoustic sounding systems (RASS)VDI 3786Blatt 18 / Part 18Ausg. deutsch/englischIssue German/English
2、VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1b: UmweltmeteorologieVDI-RICHTLINIENZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2010Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Repro
3、duction evenfor internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 07.060, 13.040.01 Mai 2010 May 2010The draft of this guideline has been subject
4、 to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Einleitung . . . .
5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 42 Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Abkrzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Grundlagen des RASS . . . . . . . . . . . . . 104.1 Einfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 Zusammenha
6、ng zwischen Temperatur und Schallgeschwindigkeit . . . . . . . . 114.3 Reflexion von Radarwellen an akustischen Wellen . . . . . . . . . . . . 144.4 Doppler-RASS . . . . . . . . . . . . . . 174.5 Bragg-RASS. . . . . . . . . . . . . . . . 194.6 Trennung von Radialwind und Schallgeschwindigkeit. . . .
7、 . . . . . . . 214.7 Erfassen vertikaler Temperaturprofile. . . 21 4.8 Verbesserung der Messgenauigkeit von RASS-Verfahren . . . . . . . . . . . 234.9 Erfassen von Windprofilen aus dem RASS-Signal . . . . . . . . . . . . . . . 244.10 Erfassen von Turbulenzprofilen aus dem RASS-Signal. . . . . . . .
8、. . . 264.11 Hhenauflsung . . . . . . . . . . . . . . 264.12 Reichweite. . . . . . . . . . . . . . . . . 294.13 Signalanalyse . . . . . . . . . . . . . . . 314.14 Antennenkonfigurationen . . . . . . . . . 325 Verfahrensmerkmale . . . . . . . . . . . . . . 335.1 Messgren . . . . . . . . . . . . . . .
9、 . 335.2 Zielgren . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Abbreviations . . .
10、 . . . . . . . . . . . . . . 94 RASS fundamentals . . . . . . . . . . . . . . 104.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 Relationship between temperature and sound velocity . . . . . . . . . . . . . . 114.3 Reflection of radar waves from acoustic waves . . . . . . . . . . . . . . 144.4
11、Doppler RASS . . . . . . . . . . . . . . 174.5 Bragg RASS . . . . . . . . . . . . . . . 194.6 Separation of the radial wind from the sound velocity . . . . . . . . . . . . . . 214.7 Determination of vertical temperature profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.8 Improvement of RASS precision
12、. . . . . 23 4.9 Determination of wind profiles from the RASS signal . . . . . . . . . . 244.10 Determination of turbulence profiles from the RASS signal . . . . . . . . . . 264.11 Height resolution . . . . . . . . . . . . . 264.12 Maximum range . . . . . . . . . . . . . 294.13 Signal analysis . . .
13、 . . . . . . . . . . . 314.14 Antenna configurations. . . . . . . . . . 325 Characteristics of the method . . . . . . . . 335.1 Measurement variables . . . . . . . . . . 335.2 Target variables. . . . . . . . . . . . . . 33Frhere Ausgabe: 02.09 Entwurf, deutsch Formeredition: 02/09Draft, in German on
14、lyKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich UmweltmeteorologieB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 2 VDI 3786 Blatt 18 / Part 18Seite5.3 Hilfsgren . . . . . .
15、. . . . . . . . . . 345.4 Definition der Verfahrenskenngren . . 346 Gerteausfhrungen . . . . . . . . . . . . . 377 Messplanung und Anforderungen an den Einsatzort . . . . . . . . . . . . . . . 398 Messbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . 398.1 Temperaturprofile . . . . . . . . . . . . 398.2 K
16、ombinierte Wind- und Temperaturmessung . . . . . . . . . . . 418.3 Grenzschicht und Turbulenz. . . . . . . 419 Qualittssicherung und Systemberwachung . . . . . . . . . . . . . 489.1 Automatische Qualittsprfung, statistische Filterung. . . . . . . . . . . 489.2 Systemberwachung. . . . . . . . . . . 4
17、810 Verfahrenskenngren ausgewhlter Gerte . . . . . . . . . . . . . 4910.1 Auswahlkriterien fr verschiedene RASS-Ausfhrungen . . . 4910.2 Vergleichsmessungen . . . . . . . . . . 5010.3 Verfgbarkeit . . . . . . . . . . . . . . 5211 Wartung und Strungen . . . . . . . . . . . 52Anhang A Definition von G
18、enauigkeitskenngren . . . . . 55Anhang B Signalanalyse . . . . . . . . . . . . . 57B1 Doppler-RASS . . . . . . . . . . . . . . 57B2 Bragg-RASS . . . . . . . . . . . . . . . 57B3 Auszug aus VDI 3786 Blatt 17 WPR. . . 57Anhang C Temperatur- und Feuchteabhngigkeit der Schallabsorption. . . . . . . . .
19、. 62 Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Page5.3 Auxiliary variables . . . . . . . . . . . . 345.4 Definition of performane characteristics . 346 Equipment design . . . . . . . . . . . . . . . 377 Planning of RASS measurements and site requirements . . . . . . . . . . . . . . . 39
20、8 Selected RASS measurements . . . . . . . . 398.1 Temperature profiles . . . . . . . . . . 398.2 Combined measurements of wind and temperature . . . . . . . . . . 418.3 Boundary layer and turbulence . . . . . 419 Quality assurance and system surveillance . . . . . . . . . . . . . . 489.1 Automated
21、data quality check, statistical filtering . . . . . . . . . . . . 489.2 System surveillance . . . . . . . . . . . 4810 Performance characteristics of selected systems . . . . . . . . . . . . . . . 4910.1 Selection criteria for different RASS implementations . . . . . . . . . 4910.2 Comparison measur
22、ements . . . . . . . 5010.3 Availability . . . . . . . . . . . . . . . 5211 Maintenance and interferences . . . . . . . 52Annex A Definition of accuracy characteristics . . . . . . . 55Annex B Signal analysis . . . . . . . . . . . . . 57B1 Doppler RASS . . . . . . . . . . . . . 57B2 Bragg RASS . . .
23、 . . . . . . . . . . . 57B3 Extract from VDI 3786 Part 17 WPR. . 57Annex C Dependence of atmospheric acoustic absorption on temperature and humidity . . . . . . . . . . . . . . . . 62Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2
24、012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI 3786 Blatt 18 / Part 18 3 VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der el
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