- При фокусировке зондирующего пучка на короткие расстояния статистика эхосигнала непрерывного КДЛ зависит от микроструктуры рассеивающих аэрозольных частиц. С уменьшением среднего числа эффективно рассеивающих частиц Neff относительная дисперсия мощности эхосигнала возрастает и при Neff < 0,1 может в десятки и сотни раз превышать единичный уровень, соответствующий гауссовой статистике эхосигнала. Для импульсных КДЛ Neff всегда велико, и основной причиной отличия статистики эхосигнала от гауссовой являются турбулентные пульсации показателя преломления воздуха. Относительная дисперсия мощности эхосигнала в этом случае не превышает 1,5.
- Вследствие низкочастотной пространственной фильтрации флук-туаций скорости ветра по объему зондирования, продольный размер которого превышает внешний масштаб турбулентности, поперечный спектр измеряемой КДЛ радиальной скорости описывается в пределах инерционного интервала турбулентности «-8/3» степенной зависимостью от пространственной частоты, а не «-5/3» зависимостью Колмогорова-Обухова.
- Точность оценки радиальной скорости, получаемой из доплеровско-го спектра, измеренного непрерывным КДЛ на коротких трассах, зависит от микроструктуры аэрозоля. Доминирующий вклад в доплеровский спектр в этом случае вносят отдельные крупные оптически активные частицы, которые могут находиться вне эффективного объема зондирования и из-за ветровой турбулентности иметь скорости, существенно отличающиеся от радиальной скорости, усредненной по объему зондирования. Это приводит к увеличению погрешности лидарной оценки скорости на порядок по сравнению с погрешностью при больших объемах зондирования.
- Разработанные в диссертации новые методы фильтрованной синусоидальной подгонки и максимума функции аккумулированных доплеров-ских спектров позволяют из данных КДЛ получать несмещенную оценку средней скорости и направления ветра при отношениях сигнал-шум на порядок меньших, чем при использовании традиционного метода синусоидальной подгонки.
- Разработанный в диссертации метод определения скорости диссипации энергии турбулентности из пространственной поперечной структурной функции скорости ветра, измеряемой непрерывным КДЛ при коническом сканировании, позволяет восстанавливать высотные профили скорости диссипации в большей части пограничного слоя атмосферы (вплоть до высот ~700 м), что существенно превышает «потолок» использования традиционных методов.
- Из данных импульсного КДЛ, получаемых в отсутствие сильных ветровых сдвигов и узких струйных течений, возможно восстановление вы-сотных профилей скорости диссипации энергии турбулентности с относительной погрешностью не более 25% в диапазоне значений скорости дисси-пации > 10-5 м2/с3 при условии, что отношение сигнал-шум не менее -5 дБ.
- Разработанный в диссертации метод огибающих скорости, в отличие от известных подходов, позволяет из данных импульсного КДЛ получать профили тангенциальной скорости самолетных вихрей и оценивать параметры вихрей с точностью, необходимой для лидарных исследований пространственной динамики и эволюции вихревых следов самолетов.
- В отсутствие сильных ветровых сдвигов и влияния подстилающей поверхности время жизни самолетного вихря имеет линейную зависимость от логарифма скорости диссипации энергии турбулентности и с увеличением скорости диссипации в диапазоне 10-5-10-2 м2/с3 сокращается примерно в пять раз. Построенная в диссертации на основе лидарных исследований эмпирическая модель позволяет прогнозировать время жизни самолетного вихря с относительной погрешностью, не превышающей 10%.
2.Kцpp F., Werner Ch., Hцring R., Banakh V.A., Smalikho I.N., Kambezidis H. Laser Doppler wind measurements in the planetary boundary layer // Contributions to Atmospheric Physics. 1994. V. 67, N 4. P. 269–286.
3.Смалихо И.Н. К вопросу о случайных ошибках измерений скорости ветра непрерывным когерентным лидаром // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7, № 10. С. 1371–1378.
4.Banakh V.A., Smalikho I.N., Kцpp F., Werner Ch. Representativeness of wind measurements with a cw Doppler lidar in the atmospheric boundary layer // Applied Optics. 1995. V. 34, N 12. P. 2055–2067.
5.Смалихо И.Н. Об измерении скорости диссипации турбулентной энергии непрерывным доплеровским лидаром // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8, № 10. С. 1457–1466.
6.Банах В.А., Вернер Х., Керкис Н.Н., Копп Ф., Смалихо И.Н. Измерение турбулентности непрерывным доплеровским лидаром в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8, № 12. С. 1726–1732.
7.Банах В.А., Вернер Х., Копп Ф., Смалихо И.Н. Измерение скорости диссипации турбулентной энергии сканирующим доплеровским лидаром // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9, № 10. С. 1336–1344.
8.Банах В.А., Вернер Х., Копп Ф., Смалихо И.Н. Спектры флуктуаций скорости ветра, измеряемой доплеровским лидаром // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10, № 3. С. 322– 332.
9.Банах В.А., Смалихо И.Н. Лидарное зондирование скорости диссипации турбулентной энергии // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10, № 4–5. С. 473–484.
10.Смалихо И.Н. Точность оценок скорости диссипации турбулентной энергии из временного спектра флуктуаций скорости ветра // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10, № 8. С. 898–904.
11.Банах В.А., Смалихо И.Н. Оценивание скорости диссипации турбулентной энергии из данных импульсного доплеровского лидара // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10, № 12. С. 1524–1538.
12.Werner Ch., Rahm S., Lehner S., Buchhold M., Banakh V.A., Smalikho I.N. Intercomparison of laser Doppler wind measurements with other methods and forecast model // Journal of Optics A - Pure and Applied Optics. 1998. V. 7, N 12. P. 1473–1487.
13.Банах В.А., Вернер Х., Криволуцкий Н.П., Смалихо И.Н. Компьютерное моделирование работы непрерывного доплеровского ветрового лидара в турбулентной атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12, № 10. С. 945–951.
14.Banakh V.A., Smalikho I.N., Kцpp F., Werner Ch. Measurements of turbulent energy dissipation rate with a cw Doppler lidar in the atmospheric boundary layer // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 1999. V. 16, N 8. P. 1044–1061.
15.Банах В.А., Вернер Х., Смалихо И.Н. Влияние микроструктуры аэрозоля на погрешность оценки скорости ветра доплеровским лидаром// Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13, № 8. С. 737–743.
16.Банах В.А., Вернер Х., Смалихо И.Н. Влияние турбулентных флуктуаций показателя преломления на временной спектр скорости ветра, измеряемой доплеровским лидаром // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13, № 9. С. 799–804.
17.Банах В.А., Вернер Х., Криволуцкий Н.П., Смалихо И.Н. Многоапертурный когерентный прием в турбулентной атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13, № 10. С. 918– 922.
18.Banakh V.A., Smalikho I.N., Werner Ch. Effect of aerosol particle microstructure on statistics of cw Doppler lidar signal // Applied Optics. 2000. V. 39, N 30. P. 5393–5402.
19.Banakh V.A., Smalikho I.N., Werner Ch. Numerical simulation of effect of refractive turbulence on the statistics of a coherent lidar return in the atmosphere// Applied Optics. 2000. V. 39, N 30. P. 5403–5414.
20.Банах В.А., Вернер Х., Верген В., Кресс А., Криволуцкий Н.П., Лайке И., Смалихо И.Н. Штрайхер Й. Моделирование восстановления ветра из измерений космическим когерентным доплеровским лидаром // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14, № 10. С. 924–931.
21.Банах В.А., Вернер Х., Смалихо И.Н. Зондирование турбулентности ясного неба доплеров-ским лидаром. Численное моделирование // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14, № 10. С. 932–939.
22.Leike I., Streicher J., Werner Ch., Banakh V.A., Smalikho I.N., Wergen W., Cress A. Virtual Doppler lidar instrument // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2001. V. 18, N 9. P. 1447–1456.
23.Смалихо ИЛ., Банах ВА., Копп Ф., Вернер Х. Лидарные измерения среднего ветра // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15, № 8. С. 672-679.
24.Банах ВА., Вернер Х., КриволуцкшН.П., Смалихо ИЛ. Точность метода вариационной аккумуляции спектров оценки скорости ветра из доплеровских лидарных данных в турбулентной атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16, № 8. С. 714-718.
25.SmalikhoLN. Techniques of wind vector estimation from data measured with a scanning coherent Doppler lidar // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2003. V. 20, N 2. P. 276-291.
26.Kцpp F., SmalikhoLN., Rahm S., Dolfi A., Cariou J.-P., Harris M., Young RI., Weekes K., Gordon N. Characterization of aircraft wake vortices by multiple-lidar triangulation // AIAA Journal. 2003. V. 41, N 6. P. 1081-1088.
27.Kцpp F., Rahm S., SmalikhoLN Characterization of aircraft wake vortices by 2-|xm pulsed Doppler lidar // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2004. V. 21, N 2. P. 194-206.
28.Банах В.А., ФалщА.В., Смалихо ИЛ, Рам Ш. Оценка параметров турбулентности из измерений скорости ветра импульсным когерентным доплеровским лидаром // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18, № 12. С. 1062-1065.
29.Kцpp F., Rahm S., SmalikhoLN, Dolfi A., Cariou J.-P., Harris M., Young R.L. Comparison of wake-vortex parameters measured by pulsed and continuous-wave lidars // Journal of Aircraft. 2005. V. 42, N 4. P. 916-923.
30.SmalikhoLN, Kцpp F., Rahm S Measurement of atmospheric turbulence by 2-|xm Doppler lidar // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2005. V. 22, N. 11. P. 1733–1747.
31.Rahm S, SmalikhoLN, Kцpp F. Characterization of aircraft wake vortices by airborne coherent Doppler lidar // Journal of Aircraft. 2007. V. 44, N 3. P. 799-805.
32.Банах В.А., Рам Ш., Смалихо ИЛ., Фалиц Ф.В. Измерение параметров атмосферной турбулентности сканирующим в вертикальной плоскости импульсным когерентным ветровым лидаром // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20, № 12. С. 1115-1120.
33.Rahm S, SmalikhoLN Aircraft wake vortex measurement with airborne coherent Doppler lidar // Journal of Aircraft. 2008. V. 45, N 4. P. 1148-1155.
34.Смалихо ИЛ., Рам Ш. Измерения когерентными доплеровскими лидарами параметров самолетных вихрей // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т. 21, № 11. С. 977-992.
35.Банах В.А., Смалихо ИЛ., Пичугина Е.Л., Брюер А. Репрезентативность измерений скорости диссипации энергии турбулентности сканирующим когерентным доплеровским лидаром // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22, № 10. С. 966-972.
36.Смалихо ИЛ., Рам Ш. Лидарные исследования влияния ветра и атмосферной турбулентности на вихревой след за самолетом // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22, № 12. С. 1160-1169.
37.Holzdpfel F., Gerz T., Frech M., Tafferner A., Kцpp F., SmalikhoLN., Rahm S, Hahn K-U., Schwarz С The wake vortex prediction and monitoring system WSVBS - Part I: Design // Air Traffic Control Quarterly. 2009. V. 7, N 4. P. 301-322.
38.Банах В.А., Брюер А., Пичугина Е.Л., Смалихо ИЛ. Измерения скорости и направления ветра когерентным доплеровским лидаром в условиях слабого эхосигнала // Оптика атмосферы и океана. 2010. Т. 3, № 5. С. 333-340.