3.3. Ослабляющие свойства дождей

При оценках ослабления волн оптического и миллиметрового диапазонов дождями в большинстве случаев приближение Рэлея неприменимо. Для ис­пользования теории Ми необходимо знать распределение частиц дождя по размерам, что не всегда осуществляется. Поэтому целесообразно воспользо­ваться экспериментальными данными по ослаблению.

Для расчета коэффициента ослабления в дожде можно применять полуэмпирическую модель [16]

в которой  дБ/км - коэффициент ослабления; J, мм/ч - интенсивность дождя;  и  - параметры.

Параметры  и  зависят от длины волны и почти нечувствительны к тем­пературе. Значения  и  для у различных  приведены в табл. 8 [16].

Таблица 8

Для определения недостающих значений параметров  и  можно вос­пользоваться графической аппроксимацией. Характер изменения  и  пара­метров от длины волны иллюстрирует рис. 6.

Рис. 6. Зависимости параметров  и  от длины волны :

Пространственное распределение интенсивности дождя вдоль трассы рас­пространения волн зависит от вида трассы (наземная или наклонная), ее про­тяженности l и описывается выражениями:

для наземной трассы [17]

(48)

для наклонной трассы [l8]

(49)

где J₀ , мм/ч - интенсивность дождя в пункте наблюдений; g - параметр, харак­теризующий скорость убывания величины J в плоскости горизонтального се­чения зоны дождя (наилучшее совпадение экспериментальных и расчетных данных имеет место npи g = 1/14); , град - угол наклона трассы, отсчитывае­мый от поверхности Земли; Н_е, км - эффективная высота дождя; Н₀, км - высота расположения связной станции над уровнем моря.

Эффективную высоту дождя можно аппроксимировать в зависимости от J₀ как

где H_i , км - высота нулевой изотермы атмосферы.

Среднее по сезонам года значение Hi, определяется из соотношений [18]

где Λ, град - географическая широта пункта наблюдений.

Полное ослабление на трассе длиной L в дожде с интенсивностью J₀ в пункте наблюдений равно

С учетом (48) и (53)

для наземной трассы связи

для наклонной трассы связи

Статистические характеристики дождей можно взять из результатов изме­рений J₀ для некоторых районов территории СНГ [19]. Количество часов в году T(J₀), в течение которых усредненная за 1 минуту интенсивность дождя пре­вышает заданную величину J₀, определяется выражением

где M =M₁ + M₂

M₁ - среднее количество жидких осадков, выпадающих за теплый период года, обусловленное дождями с интенсивностью не менее 30 мм/ч; M₂ - среднее ко­личество жидких осадков, обусловленное неливневыми дождями с интенсив­ностью менее 30 мм/ч,

Вероятность выпадения дождей с интенсивностью, превышающей заданную,

где Т₀ = 8736 - продолжительность года в часах.

Вероятность выпадения дождей с заданной интенсивностью

Значения М, M₁ и b для различных метеостанций СНГ сведены в табл. 9 [19].

Таблица 9