Як відомо, багато хто з галузей промисловості, сільського господарства, транспортні служби дуже сильно залежать від оперативності, своєчасності та надійності прогнозів федеральної метеорологічної служби. Завчасне оповіщення про небезпечні та особливо небезпечні явища погоди, своєчасність подачі штормових попереджень - все це необхідні умови для успішної і безпечної роботи багатьох галузей господарства і транспорту. Так, наприклад, довгострокові метеорологічні прогнози мають вирішальну вагу при організації сільгосп виробництв.
Одним з найважливіших параметрів, що визначають можливість прогнозування небезпечних погодних умов, є такий показник, як висота нижньої межі хмар.
У метеорології, висота хмар - це висота нижньої межі хмар над поверхнею землі.
Для розуміння важливості проведення досліджень з визначення висоти хмар, слід згадати той факт, що хмари можуть бути різних типів. Для різних типів хмар висота їх нижньої межі може варіюватися в деяких межах, причому, виявлено середнє значення висоти хмар.
Отже, хмари можуть бути:
- Шаруваті хмари (середня висота 623 м.)
- Дощові хмари (середня висота 1527 м.)
- Купчасті (вершина) (1855)
- Купчасті (підстава) (1386)
- Грозові (вершина) (середня висота 2848 м.)
- Грозові (підстава) (середня висота 1405 м.)
- Помилкові перисті (середня висота 3897 м.)
- Хмар немає (середня висота 2331 м.)
- Високі купчасті (нижче 4000 м.) (Середня висота 2771 м.)
- Високі купчасті (вище 4000 м.) (Середня висота 5586 м.)
- Пір'їсті (середня висота 6465 м.)
- Низькі перисто-шаруваті (середня висота 5198 м.)
- Високі перисто-купчасті (середня висота 9254 м.)
- Перисті (середня висота 8878 м.)
Як правило, вимірюють висоту хмар нижнього і середнього ярусів, що не перевищує 2500 м. При цьому, визначають висоту найнижчих хмар з усього їх масиву. При тумані, вважають, що висота хмар дорівнює нулю, і, в даному випадку, в аеропортах вимірюється "вертикальна видимість".
Для визначення висоти нижньої межі хмар використовується метод светолокаціі. У Росії, для цих цілей випускається вимірювач ДВО-2. в якому в якості джерела імпульсів і світла використовується імпульсна лампа.
Висота нижньої межі хмар методом светолокаціі з використанням ДВО-2 визначається за допомогою виміру часу, який потрібен світловому імпульсу для проходження шляху від випромінювача світла до хмари і назад, а також перетворення отриманого значення часу в пропорційне йому значення висоти хмар. Таким чином, світловий імпульс посилається випромінювачем і, після відображення, приймається приймачем. При цьому, випромінювач і приймач повинні бути розташовані в безпосередній близькості один від одного.
Конструктивно вимірник ДВО-2 являє собою комплекс з декількох окремих приладів:
- передавача і приймача,
Вимірювач висоти хмар ДВО-2 може працювати автономно з блоком вимірювальним, в комплекті з дистанційним пультом і в складі автоматизованих метеорологічних станцій.
Передавач складається з імпульсної лампи, що живлять її конденсаторів і параболічного відбивача. Відбивач разом з лампою і конденсаторами установливается в кардановом підвісі, укладеному в корпусі з кришкою.
Приймач складається з параболічного дзеркала, фотоприймача, фотоусілітеля, також встановлених в кардановом підвісі і знаходяться в корпусі з кришкою.
Передавач і приймач повинні бути розміщені поблизу основного пункту спостережень. На злітно-посадкових смугах, передавач і приймач встановлюються на найближчих приводних радіомаяки з обох кінців смуги.
Блок вимірювальний, який призначається для збору і обробки інформації, складається з вимірювальної плати, високовольтного блоку і блоку живлення.
Пульт дистанційний включає плату клавіатури і індикації та плату управління.
Сигнал від приймача по двухпроводной потенційно розв'язаної лінії зв'язку з однополярним сигналами і номінальним струмом (20 ± 5) мА передається у вимірювальний блок, а звідти - в пульт дистанційний. Залежно від комплектації, замість пульта дистанційного для обробки і відображення на дисплеї оператора сигнал може передаватися на центральну систему метеостанції.
Вимірювач висоти хмар ДВО-2 може працювати або безперервно або в міру необхідності. Пульт дистанційний має послідовний інтерфейс RS-232, який призначається для роботи з комп'ютером. Інформація від вимірників ДВО-2 може передаватися по лінії зв'язку на дистанції до 8 км.
Обробка результатів вимірювання на вимірювальному блоці ДВО-2 включає:
- осреднение результатів по 8-ми виміряним значенням;
- виключення з числа вимірів тих результатів, в яких спостерігається короткочасна пропажа відбитого сигналу. Тобто виключення фактора «розриву в хмарах»;
- видачу сигналу про «відсутність хмар» в разі, якщо серед 15 проведених спостережень не набирається 8 значущих;
- виключення так званих месника - хибних сигналів відображення.