Hasil untuk "Earthwork. Foundations"

D. Yang, D. Yang, D. Yang et al.

<p>Aircraft-based measurements of gas-phase species and aerosols provide crucial knowledge about the composition and vertical structure of the atmosphere, enhancing the study of atmospheric physics and chemistry. Unlike aircraft-based aerosol particle sampling systems, the gas loss mechanisms and transmission efficiency of aircraft-based gas sampling systems are rarely discussed. In particular, the gas transmission of condensable vapors through these sampling systems requires systematic study to clarify the key factors of gas loss and to predict and improve gas sampling efficiency quantitatively. An aircraft gas inlet for aircraft-based laminar sampling of condensable vapors is described in Part 1 (Yang et al., 2024), which describes the inlet dimensions, flow analysis and modelling, along with initial gas transmission estimates. Here we test and characterize the complete inflight sampling system for gas-phase measurements of H<span class="inline-formula">₂</span>SO<span class="inline-formula">₄</span> in a high-speed wind tunnel, and conduct detailed computer fluid dynamics (CFD) simulations to assess inlet performance under a range of flight conditions. The gas transmission efficiency of H<span class="inline-formula">₂</span>SO<span class="inline-formula">₄</span> through different sampling lines was measured using Chemical Ionization Mass Spectrometry (CIMS), and the experimental results are reproduced by the CFD simulations of flow and mass diffusion using a sticking coefficient, <span class="inline-formula"><i>α</i>_<i>i</i></span> <span class="inline-formula">=</span> 0.70 <span class="inline-formula">±</span> 0.05 for H<span class="inline-formula">₂</span>SO<span class="inline-formula">₄</span> on inlet lines. The experimental data and simulation results show consistently that gas transmission efficiency increases with an increased sampling flow rate. At <span class="inline-formula"><i>Re</i></span> <span class="inline-formula">∼</span> 2300, the overall inlet transmission is 16 <span class="inline-formula">±</span> 6 % for H<span class="inline-formula">₂</span>SO<span class="inline-formula">₄</span> at ground and high altitude. The simulation results further indicate that sampling efficiency can continue to improve to a certain level after the sampling flow enters the turbulent flow regime, up <span class="inline-formula">∼</span> 25 % transmission at <span class="inline-formula"><i>Re</i></span> <span class="inline-formula">∼</span> 6000. A decrease in transmission is predicted only for higher <span class="inline-formula"><i>Re</i></span> numbers. These results challenge the widely held assumption that laminar flow core sampling is the best strategy for sampling condensable vapors. The gas-phase H<span class="inline-formula">₂</span>SO<span class="inline-formula">₄</span> transmission efficiency can be optimized (increased by a factor <span class="inline-formula">∼</span> 2) by minimizing residence time, rather than maintaining laminar flow; this benefit extends to other condensable vapors and applies over the full range of operating conditions of the aircraft inlet system. For a sticky species (<span class="inline-formula"><i>α</i>_<i>i</i></span> <span class="inline-formula">&gt;</span> 0.25), the laminar diffusivity is important to predict the transmission efficiency via the aircraft inlet section, while for less sticky species (<span class="inline-formula"><i>α</i>_<i>i</i></span> <span class="inline-formula">&lt;</span> 0.25) the gas-phase diffusivity plays a minor role in predicting the gas transmission efficiency in the sampling line.</p>

Ang Li, Yuan Li, Jiageng Chen et al.

AbstractIn recent years, the dynamic earthwork deployment has received significant consideration as a crucial component in the construction of pumped storage power stations. Considering the dynamic change process of construction progress over time, this study coordinates the relationship between various construction elements and discusses the impact of key constraints to earthwork deployment based on the relevant engineering background. Then, with the planning principle in operation research, an optimization model is proposed for dynamic earthwork deployment, and applied to engineering examples. The results of the study show that the model improves the direct utilization rate of excavated materials to a certain extent, reduces the cost of the project and provides an effective method for the fine control of earthwork in the construction process of pumped storage power stations.

G. A. Giongo, C. M. Wrasse, P.-D. Pautet et al.

<p>Medium-scale gravity waves (MSGWs) are atmospheric waves with horizontal scales ranging from 50 to 1000 km that can be observed through airglow all-sky images. This research introduces a novel algorithm that automatically identifies MSGWs using the keogram technique to study the waves over the Antarctic Peninsula. MSGWs were observed with an all-sky airglow imager located at the Brazilian Comandante Ferraz Antarctic Station (CF, 62° S), near the tip of the Antarctic Peninsula. Several preprocessing techniques are necessary to extract the parameters of MSGWs from the airglow images. These include projecting the images into geographical coordinates, applying a flat-field correction, performing consecutive image subtraction, and employing a Butterworth filter to enhance the visibility of the MSGWs. Additionally, a wavelet transform is used to identify the primary oscillations of the MSGWs in the keograms. Subsequently, a wavelet transform is also used to reconstruct the MSGWs and obtain the fitting coefficients of phase lines. The fitting coefficients are then used to calculate the MSGW parameters and assess the quality of the results. Simulations with synthetic images containing typical propagating gravity waves were conducted to evaluate the errors generated during the MSGW calculations and to determine the threshold for the fitting parameters. This methodology processed a year's worth of data in less than 1 h, successfully identifying most waves with errors lower than 5 %. The observed wave parameters are generally consistent with expected results; however, they show differences from other observation sites, exhibiting larger phase speeds and wavelengths.</p>

Volodymyr Rashkivskyi, Mykola Prystailo, Bohdan Fedyshyn

Для проведення експериментальних досліджень процесу різання робочого середовища просторово орієнтованими ножами відвального обладнання, доопрацьовано динамометричний стенд реєстрації силового навантаження авторської конструкції КНУБА, що дозволило провести повноцінні експериментальні дослідження з врахуванням всіх чинних факторів взаємодії робочого середовища та робочого органу під час різання. В якості робочого середовища запропоновано використання ґрунтів III, IV, та V категорії. В результаті проведених досліджень для динамометричного стенда реєстрації силового навантаження при дослідженні процесу різання просторово орієнтованим ножем аналітично визначено сили різання при різних кутах α її відхилення, які виконують роботу по руйнуванню і подоланню опору ґрунту різанню. За результатами теоретичних досліджень встановлено, що межі сили різання, визначеної для натуральної установки з просторово орієнтованими ножами та для лабораторного стенду, однакові, а характер їх зміни також подібний і пов’язаний між собою коефіцієнтом подібності. З метою перевірки адекватності теоретичних розрахунків на динамометричному стенді проведено експериментальні дослідження різання робочого середовища. При проведенні експериментальних досліджень одночасно проводилось вимірювання нормальних та ортогональних зусиль, які виконують роботу з руйнування і подолання опору ґрунту різанню. Проведені експериментальні дослідження в повній мірі підтверджують адекватність теоретичних розрахунків, а порівняння теоретичних та експериментальних результатів визначення сили різання показало їх достатню збіжність і, відповідно, правомірність використання аналітичних виразів при розрахунку силових параметрів машин з просторово орієнтованими ножами відвального обладнання. Величини сили різання, що виконують роботу по руйнуванню і подоланню опору ґрунту різанню, що визначались теоретичним шляхом із врахуванням коефіцієнтів подібності, використаних при фізичному моделюванні для наведеного лабораторного стенда реєстрації сил різання просторово орієнтованими ножами відвального обладнання, порівняно з результатами сили різання, визначених експериментальним шляхом на даному стенді. Максимальне значення похибки визначення сили різання теоретичним та експериментальним шляхом на лабораторному стенді реєстрації сил різання просторово орієнтованими ножами відвального обладнання становить Δδ=10,06%.

Maksym Balaka, Dmytro Mishchuk

Ефективність і безпека сучасних колісних транспортних засобів значною мірою визначаються надійною взаємодією пневматичних шин з опорною дорожньою або ґрунтовою поверхнею за різних режимів навантаження. Ця взаємодія формується під впливом складного поєднання пружних, в’язких і пластичних деформаційних процесів, що відбуваються як у конструкції шини, так і в опорному шарі поверхні контакту. Для точного опису цих процесів необхідні розробка та застосування вдосконалених реологічних моделей, здатних відтворювати нелінійну та часозалежну поведінку матеріалів шини. У роботі запропоновано аналітичні та експериментальні методики визначення реологічних параметрів пневматичних шин, включаючи жорсткість, модуль деформації, коефіцієнт в’язкого опору та характеристики внутрішнього тертя. Методи базуються на аналізі статичної та динамічної поведінки деформацій шини, а також на дослідженні просторового розподілу контактних напружень у зоні взаємодії шини з опорною поверхнею. Підхід дозволяє враховувати вплив різного рівня навантаження та внутрішнього тиску повітря на механічну реакцію шини. Отримані реологічні параметри створюють основу для побудови числових моделей системи «шина–дорога», що забезпечує точне прогнозування контактних напружень, закономірностей деформування та динамічних навантажень під час експлуатації транспортних засобів. Запропоновані методики зменшують експериментальну складність та підвищують точність визначення параметрів, маючи практичне значення для конструкції шин, оптимізації динаміки руху та інженерії транспорту.

Yevhen Mishchuk, Dmytro Mishchuk

Підходи «інтернету речей» в порівнянні з класичною промисловою автоматизацією дозволяють створювати системні архітектури, які виявляються більш ощадливими, гнучкими, продуктивними і ефективними, що досягається за рахунок комунікації і взаємодії з промисловим пристроями автоматизації (промисловими контролерами), датчиками, виконавчими пристроями, приводами, системи машинного зору, відео, роботизованими системами. Основою «інтернету речей» (IoT) є технологія взаємодії машин (М2М), коли машини за допомогою мобільних мереж обмінюються інформацією між собою або передають її в системи обробки і накопичення даних. Технологія М2М ефективно використовується в системах охорони здоров’я та безпеки, у виробництві, житлово-комунальному господарстві, енергетики, банківському секторі. Активний розвиток технології IoT потребує дослідження та аналізу механізмів їхнього  ефективного впровадження в промисловість, зокрема, будівництво, і розробки концепцій промислової автоматизації та управління, які міститимуть набір правил, що визначають відповідні контрольні дії для кожного важливого комплексу подій, що базуються на даних у реальному часі, повідомлених пристроями IoT. В даному дослідженні пропонується дослідити відомі технічні рішення реалізації IoT в промисловості та запропоновано автоматизувати промислову систему електроприводу будівельної машини із застосування мережевих технологій.

M. Šmíd, G. Porrovecchio, J. Tesař et al.

<p>For spectroradiometers, the characterisation of their wavelength scale and spectral bandwidth underpins the quality of measured data substantially. This characterisation can be performed using metrology-grade tuneable monochromatic sources, which are currently available only in a few laboratories worldwide. Yet in numerous applications, only the in-field calibration is a feasible solution. We have designed and developed a tuneable and portable radiation source (TuPS) in the wavelength range from 300 to 350 nm for the in-field characterisation of Dobson spectrometers' wavelength scale and slit function, with standard uncertainties better than 0.02 nm in wavelength and with the bandwidth of emitted radiation smaller than 0.13 nm full width at half maximum (FWHM). The TuPS is designed such that only minor modifications of its optical system extend/shift its spectral range towards visible and near-infrared spectral regions and thus expand its application for characterisation of any spectroradiometers in the relevant spectral region of interest.</p>

Yury Abrashkevich, Hrigoriy Machyshyn, Oleksandr Marchenko et al.

Виконання зачисних операцій при проведенні механізованої обробки будівельної техніки від лакофарбових покриттів, іржі, різного роду забруднень відноситься до масових трудомістких операцій [1]. Для виконання вказаних операцій широкого розповсюдження набули ручні машини, робочими органами в яких є абразивні круги і металеві щітки. Багатофункціональність та універсальність цих машин в поєднанні з правильним підбором потрібного абразивного робочого інструменту дозволяє значно прискорити та полегшити виконання зачисних і шліфувальних операцій з досягненням необхідного ефекту. Проте більшість з них мають недоліки застосування при очищенні тонколистового металу, оскільки в процесі очищення відбувається також зняття основного металу, що в більшості випадків не припустимо. Так при обробці неметалевих матеріалів металевими щітками робоча поверхня забивається дрібними часточками металу, що згодом призведе до утворення іржі, а при очищенні металевих поверхонь утворюються борозенки. Металеві щітки також малоефективні при очищенні поверхонь від синтетичних емалей, криволінійних поверхонь та важкодоступних місць. Обробка вказаними інструментами достатньо енергоємна і вимагає використання ручних машин значної потужності. Фіброві та пелюсткові абразивні інструменти не є самоочисними та втрачають різальну здатність внаслідок заповнення міжзернового простору відходами очищення. Піскоструминна обробка поверхонь екологічно небезпечна для робітників і навколишнього середовища, оскільки витратний матеріал пісок, розлітається на достатньо великі відстані (особливо при очищенні висотних конструкцій та споруд). Аналіз показав, що одним із ефективних інструментів для очищення металевих і неметалевих поверхонь від лакофарбових покриттів, іржі та інших забруднень без зняття шару основного матеріалу є полімерно-абразивна щітка. Однак недостатні дослідження по механізму її роботи, енергетичних та теплових процесах, що протікають під час роботи та чинять вирішальний вплив на працездатність полімерно-абразивної щітки. У роботі наведені результати досліджень  впливу конструктивних та режимних параметрів ручних кутових шліфувальних машин з полімерно-абразивними щітками. Вивчення цих питань є актуальною задачею, так як дозволить визначити параметри привідної машини, раціональні режими та схеми їх експлуатації, а також області використання таких робочих органів.

Mauro Dell’Amico, Guenther Fuellerer, Gerhard Hoefinger et al.

I. B. Pollack, J. Lindaas, J. R. Roscioli et al.

<p>A closed-path quantum-cascade tunable infrared laser direct absorption spectrometer (QC-TILDAS) was outfitted with an inertial inlet for filter-less separation of particles and several custom-designed components including an aircraft inlet, a vibration isolation mounting plate, and a system for optionally adding active continuous passivation for gas-phase measurements of ammonia (<span class="inline-formula">NH₃</span>) from a research aircraft. The instrument was then deployed on the NSF/NCAR C-130 aircraft during research flights and test flights associated with the Western wildfire Experiment for Cloud chemistry, Aerosol absorption and Nitrogen (WE-CAN) field campaign. The instrument was configured to measure large, rapid gradients in gas-phase <span class="inline-formula">NH₃</span>, over a range of altitudes, in smoke (e.g., ash and particles), in the boundary layer (e.g., during turbulence and turns), in clouds, and in a hot aircraft cabin (e.g., average aircraft cabin temperatures expected to exceed 30&thinsp;<span class="inline-formula">^∘C</span> during summer deployments). Important design goals were to minimize motion sensitivity, maintain a reasonable detection limit, and minimize <span class="inline-formula">NH₃</span> “stickiness” on sampling surfaces to maintain fast time response in flight. The observations indicate that adding a high-frequency vibration to the laser objective in the QC-TILDAS and mounting the QC-TILDAS on a custom-designed vibration isolation plate were successful in minimizing motion sensitivity of the instrument during flight. Allan variance analyses indicate that the in-flight precision of the instrument is 60&thinsp;ppt at 1&thinsp;<span class="inline-formula">Hz</span> corresponding to a 3<span class="inline-formula"><i>σ</i></span> detection limit of 180&thinsp;ppt. Zero signals span <span class="inline-formula">±200</span>, or 400&thinsp;pptv total, with cabin pressure and temperature and altitude in flight. The option for active continuous passivation of the sample flow path with 1H,1H-perfluorooctylamine, a strong perfluorinated base, prevented adsorption of both water and basic species to instrument sampling surfaces. Characterization of the time response in flight and on the ground showed that adding passivant to a “clean” instrument system had little impact on the time response. In contrast, passivant addition greatly improved the time response when sampling surfaces became contaminated prior to a test flight. The observations further show that passivant addition can be used to maintain a rapid response for in situ <span class="inline-formula">NH₃</span> measurements over the duration of an airborne field campaign (e.g., <span class="inline-formula">∼2</span> months) since passivant addition also helps to prevent future buildup of water and basic species on instrument sampling surfaces. Therefore, we recommend the use of active continuous passivation with closed-path <span class="inline-formula">NH₃</span> instruments when rapid (<span class="inline-formula">&gt;1</span>&thinsp;<span class="inline-formula">Hz</span>) collection of <span class="inline-formula">NH₃</span> is important for the scientific objective of a field campaign (e.g., sampling from aircraft or another mobile research platform). Passivant addition can be useful for maintaining optimum operation and data collection in <span class="inline-formula">NH₃</span>-rich and humid environments or when contamination of sampling surfaces is likely, yet frequent cleaning is not possible. Passivant addition may not be necessary for fast operation, even in polluted environments, if sampling surfaces can be cleaned when the time response has degraded.</p>

Waqas Arshad Tanoli, Jong Won Seo, Abubakar Sharafat et al.

Dmitro Palamarchuk

Сучасні викорчовувачі є енергонасиченими машинами, що, здебільшого, мають гідравлічний привід робочого обладнання. Незважаючи на переваги, суттєвим недоліком гідравлічних систем приводу є значна інер­ційність. Будь яка зміна подачі гідрорідини до гідроциліндрів викликає коливання робочого обладнання, особливо це помітно при вмиканні і вимиканні подачі гідрорідини до циліндра. Такі коливання негативно впли­вають на довговічність шарнірів кінематичних пар, ланки та механізми. Наступною проблемою гідравлічних систем є виникнення ударів при досягненні крайніх точок руху ланок. Удари виникають як між ланками механізму, так і в самій гідросистемі. Динаміка руху механізмів під час пере­хідних процесів залежить від зусилля та швидкості на штоці гідроциліндрів, а також інерційних характеристик всього механі­зму. Тому, у динамічній моделі повинні бути враховані основний рух механізму, рушійне зусилля штоку, геометричні ро­зміри ланок обладнання і їх розташування, а також їхні маси і моменти інерції. Реалізацію опти­мального керування гідроциліндрами робо­чого органа можливо здійснити за допомо­гою систем гідромеханічного або ж автома­тичного керування. Апаратно реалізація оптимального керування гідроциліндрами робочих органів можлива за допомогою гідромеханічного або ж автоматичного керування. Тому завданням роботи є знаходження такого ре­жиму руху штоків гідроциліндрів викорчовувача, який забезпечуватиме плавне гальмування в кінці руху. Також пропонується застосовувати в системі керування гідроциліндрами золотниковий розподільник з дросельними щілинами на торцях золотників. Завдяки тому, що на золотнику виконані дросельні канавки, в момент, коли він під дією керуючого сигналу починає рухатися та відкриває вхідні канали, спочатку робоча рідина потрапляє у відвідну лінію через ці дросельні канавки, а при повному відкритті – вже безперешкодно потрапляє у відвідну порожнину. Це забезпечує поступове плавне збільшення подачі робочої рідини в привідні гідроциліндри у відповідності з оптимальними режимами руху.

J. J. Harrison, J. J. Harrison, J. J. Harrison

<p>Trichlorofluoromethane (CFC-11), a widely used refrigerant throughout much of the twentieth century and a very potent (stratospheric) ozone-depleting substance (ODS), is now banned under the Montreal Protocol. With a long atmospheric lifetime, it will only slowly degrade in the atmosphere, so monitoring its vertical concentration profile using infrared-sounding instruments, and thereby validating stratospheric loss rates in atmospheric models, is of great importance; this in turn requires high-quality laboratory spectroscopic data.</p><p>This work describes new high-resolution infrared absorption cross sections of trichlorofluoromethane/dry synthetic air over the spectral range 710–1290&thinsp;cm⁻¹, determined from spectra recorded using a high-resolution Fourier transform spectrometer (Bruker IFS 125HR) and a 26&thinsp;cm pathlength cell. Spectra were recorded at resolutions between 0.01 and 0.03&thinsp;cm⁻¹ (calculated as 0.9/MOPD; MOPD: maximum optical path difference) over a range of temperatures and pressures (7.5–760&thinsp;Torr and 192–293&thinsp;K) appropriate for atmospheric conditions. This new cross-section dataset improves upon the one currently available in the HITRAN (HIgh-resolution TRANsmission) and GEISA (Gestion et Étude des Informations Spectroscopiques Atmosphériques) databases through an extension to the range of pressures and temperatures, improved signal-to-noise and wavenumber calibrations, the lack of channel fringing, the better consistency in integrated band intensities, and additionally the coverage of the weak combination band <i>ν</i>2 + <i>ν</i>5.</p>

Xiaomin Lu, Jibin Han, Xiuping Xu et al.

A critical step of MSCs therapy is dependent on its ability to migrate into the sites of injury, so various approaches have been introduced to boost the migratory ability of MSCs. PGE2 is the major prostaglandin generated by COX enzymes and has been implicated in inflammatory response. Evidence indicates that PGE2 can facilitate MSCs migration. Further exploration of the underlying molecular mechanism participating in the promigratory ability of PGE2 may provide a novel strategy to improve MSC transplantation efficacy. In this study, our findings suggested that EP2 prostanoid receptor promotes MSCs migration through activation of FAK and ERK1/2 pathways. Furthermore, MSCs migration induced by PGE2 was blunted by FAK or ERK1/2 inhibitors. EP2-mediated MSCs migration depends on the activation of FAK and ERK1/2. However, the current study did not investigate the migration of MSCs over a blood vessel endothelial barrier. In conclusion, our findings reveal EP2-mediated FAK and ERK1/2 activation was essential for MSCs migration induced by PGE2, indicating that activation of EP2 receptor and FAK/ERK pathways may be a promising strategy to accelerate homing efficiency of MSCs, which in turn enhances therapeutic potential of MSCs transplantation.

J. M. St. Clair, J. M. St. Clair, A. K. Swanson et al.

A new in situ instrument for gas-phase formaldehyde (HCHO), COmpact Formaldehyde FluorescencE Experiment (COFFEE), is presented. COFFEE utilizes non-resonant laser-induced fluorescence (NR-LIF) to measure HCHO, with 300 mW of 40 kHz 355 nm laser output exciting multiple HCHO absorption features. The resulting HCHO fluorescence is collected at 5 ns resolution, and the fluorescence time profile is fit to yield the ambient HCHO mixing ratio. Typical 1<i>σ</i> precision at  ∼  0 pptv HCHO is 150 pptv for 1 s data. The compact instrument was designed to operate with minimal in-flight operator interaction and infrequent maintenance (1–2 times per year). COFFEE fits in the wing pod of the Alpha Jet stationed at the NASA Ames Research Center and has successfully collected HCHO data on 27 flights through 2017 March. The frequent flights, combined with a potentially long-term data set, makes the Alpha Jet a promising platform for validation of satellite-based column HCHO.

J. R. Ziemke, J. R. Ziemke, S. A. Strode et al.

Ozone within deep convective clouds is controlled by several factors involving photochemical reactions and transport. Gas-phase photochemical reactions and heterogeneous surface chemical reactions involving ice, water particles, and aerosols inside the clouds all contribute to the distribution and net production and loss of ozone. Ozone in clouds is also dependent on convective transport that carries low-troposphere/boundary-layer ozone and ozone precursors upward into the clouds. Characterizing ozone in thick clouds is an important step for quantifying relationships of ozone with tropospheric H₂O, OH production, and cloud microphysics/transport properties. Although measuring ozone in deep convective clouds from either aircraft or balloon ozonesondes is largely impossible due to extreme meteorological conditions associated with these clouds, it is possible to estimate ozone in thick clouds using backscattered solar UV radiation measured by satellite instruments. Our study combines Aura Ozone Monitoring Instrument (OMI) and Microwave Limb Sounder (MLS) satellite measurements to generate a new research product of monthly-mean ozone concentrations in deep convective clouds between 30° S and 30° N for October 2004–April 2016. These measurements represent mean ozone concentration primarily in the upper levels of thick clouds and reveal key features of cloud ozone including: persistent low ozone concentrations in the tropical Pacific of  ∼ 10 ppbv or less; concentrations of up to 60 pphv or greater over landmass regions of South America, southern Africa, Australia, and India/east Asia; connections with tropical ENSO events; and intraseasonal/Madden–Julian oscillation variability. Analysis of OMI aerosol measurements suggests a cause and effect relation between boundary-layer pollution and elevated ozone inside thick clouds over landmass regions including southern Africa and India/east Asia.

W. Zhang, G. Xu, Y. Liu et al.

This paper is to investigate the uncertainties of microwave radiometer (MWR) retrievals in snow conditions and also explore the discrepancies of MWR retrievals in zenith and off-zenith observations. The MWR retrievals were averaged in a ±15 min period centered at sounding times of 00:00 and 12:00 UTC and compared with radiosonde observations (RAOBs). In general, the MWR retrievals have a better correlation with RAOB profiles in off-zenith observations than in zenith observations, and the biases (MWR observations minus RAOBs) and root mean square errors (RMSEs) between MWR and RAOB are also clearly reduced in off-zenith observations. The biases of temperature, relative humidity, and vapor density decrease from 4.6 K, 9 %, and 1.43 g m⁻³ in zenith observations to −0.6 K, −2 %, and 0.10 g m⁻³ in off-zenith observations, respectively. The discrepancies between MWR retrievals and RAOB profiles by altitude present the same situation. Cases studies show that the impact of snow on accuracies of MWR retrievals is more serious in heavy snowfall than in light snowfall, but off-zenith observation can mitigate the impact of snowfall. The MWR measurements become less accurate in snowfall mainly due to the retrieval algorithm, which does not consider the effect of snow, and the accumulated snow on the top of the radome increases the signal noise of MWR measurements. As the snowfall drops away by gravity on the sides of the radome, the off-zenith observations are more representative of the atmospheric conditions for RAOBs.

B. Mølgaard, J. Vanhatalo, P. P. Aalto et al.

The differential mobility particle sizer (DMPS) is designed for measurements of particle number size distributions. It performs a number of measurements while scanning over different particle sizes. A standard assumption in the data-processing (inversion) algorithm is that the size distribution remains the same throughout each scan. For a DMPS deployed in an urban area this assumption is likely to be violated most of the time, and the resulting size distribution data are unreliable. To improve the reliability, we developed a new algorithm using a statistical model in which the problematic assumption was replaced with more realistic smoothness assumptions, which were expressed through Gaussian process prior probabilities. We tested the model with data from a twin DMPS located at an urban background site in Helsinki and found that it provides size distribution data which are much more realistic. Furthermore, particle number concentrations extracted from the DMPS data were compared with data from a condensation particle counter. At 10 min resolution, the correlation for a period of 10 days was 0.984 with the new algorithm and 0.967 with the old one. Moreover, the time resolution was improved, and at 30 s resolution we obtained positive correlations for 89 % of the scans. Thus, the quality of the inverted data was clearly improved.

A Sawangsuriya, S Wachiraporn, W Sramoon

C. Merker, G. Peters, M. Clemens et al.

The theoretical framework of a novel approach for absolute radar calibration is presented and its potential analysed by means of synthetic data to lay out a solid basis for future practical application. The method presents the advantage of an absolute calibration with respect to the directly measured reflectivity, without needing a previously calibrated reference device. It requires a setup comprising three radars: two devices oriented towards each other, measuring reflectivity along the same horizontal beam and operating within a strongly attenuated frequency range (e.g. K or X band), and one vertical reflectivity and drop size distribution (DSD) profiler below this connecting line, which is to be calibrated. The absolute determination of the calibration factor is based on attenuation estimates. <br><br> Using synthetic, smooth and geometrically idealised data, calibration is found to perform best using homogeneous precipitation events with rain rates high enough to ensure a distinct attenuation signal (reflectivity above ca. 30 dBZ). Furthermore, the choice of the interval width (in measuring range gates) around the vertically pointing radar, needed for attenuation estimation, is found to have an impact on the calibration results. <br><br> Further analysis is done by means of synthetic data with realistic, inhomogeneous precipitation fields taken from measurements. A calibration factor is calculated for each considered case using the presented method. Based on the distribution of the calculated calibration factors, the most probable value is determined by estimating the mode of a fitted shifted logarithmic normal distribution function. After filtering the data set with respect to rain rate and inhomogeneity and choosing an appropriate length of the considered attenuation path, the estimated uncertainty of the calibration factor is of the order of 1 to 11 %, depending on the chosen interval width. Considering stability and accuracy of the method, an interval of eight range gates on both sides of the vertically pointing radar is most appropriate for calibration in the presented setup.