Прогнозирование тренда затухания из-за дождя в связи с изменением климата в некоторых районах на юго-западе Нигерии

Ф. А. Семире; А. Дж. Адекюнле; Р. О. Аболаде; О. А. Адегбола

doi:10.20535/S0021347021010052

Автор(и)

Ф. А. Семире Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія https://orcid.org/0000-0003-0679-7746
А. Дж. Адекюнле Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія
Р. О. Аболаде Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія
О. А. Адегбола Технологический университет Ладоке Акинтола, Огбомошо, Нігерія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021010052

Ключові слова:

изменение климата, тренд, интенсивность осадков, затухание

Анотація

В последние годы проблема изменения климата становится глобальным явлением, оказывающим влияние на стабильность условий радиосвязи. Радиосигнал, передающий большой объем информации, замирает вследствие поглощения атмосферными газами, и рассеяния гидрометеорами, которые ограничивают доступность канала. Данная работа исследует эффекты, связанные с затуханием сигнала из-за дождя на пути «спутник–земля», с учетом тренда изменения климата в Нигерии. Интенсивности осадков, рассчитанные с использованием функции компенсации в модели Семире–Росмивати (Semire–Rosmiwati), применялись для оценки затухания сигнала из-за дождя, и определения длин эквивалентного пути при использовании модели ITU-R P.618-13 на спутнике NIGCOMSAT-1R при недоступности 0,01% для выбранных частот в Ku- и K-диапазонах. Кроме того, разработаны модели линейных трендов для годичных затуханий из-за дождя. В случае времени недоступности 0,01%, прогнозированное затухание из-за дождя в канале NIGCOMSAT-1R при использовании модели ITU-R P.618-13 находилось в диапазоне 14–28 дБ для Ku-диапазона, и превышало 40 дБ для K-диапазона. Проведенное исследование позволило установить, что тренды распределений интенсивности осадков соответствуют трендам затухания из-за дождя, и сделать вывод о том, что возрастающие годичные тренды пропадания сигнала на пути «земля–космос», вследствие возрастающей интенсивности дождевых осадков, обусловлены изменением климата в районе проведения исследований. Этот результат может быть использован для лучшего планирования и конструирования систем связи с тем, чтобы создать надежные каналы связи для удовлетворения спроса потребителей на качественную радиосвязь.

Посилання

S. J. Malinga, “Determination of Millimetric Signal Attenuation due to Rain using Rain Rate and Raindrop Size Distribution Models for Southern Africa,” 2014.
U. WHO, Climate Change and Human Health - Risks and Responses. 2003, uri: https://www.who.int/globalchange/publications/cchhsummary/en/.
A. Karaburun, A. Demirci, F. Kora, “Analysis of spatially distributed annual, seasonal and monthly temperatures in Marmara Region from 1975-2006,” Ocean J. Appl. Sci., vol. 5, no. 2, pp. 131–149, 2012.
R. K. Crane, Electromagnetic Wave Propagation through Rain. John Wiley and Sons, 1996, uri: https://www.wiley.com/en-ua/Electromagnetic+Wave+Propagation+Through+Rain-p-9780471613763.
R. Olsen, D. Rogers, D. Hodge, “The aR^b relation in the calculation of rain attenuation,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 26, no. 2, pp. 318–329, 1978, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.1978.1141845.
F. Moupfouma, “Improvement of a rain attenuation prediction method for terrestrial microwave links,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 32, no. 12, pp. 1368–1372, 1984, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.1984.1143248.
R. L. Freeman, Radio System Design for Telecommunications, 2nd ed. Wiley-Interscience, 1997.
J. P. Verdin, “Famine Early Warning System Network (FEWS NET),” 2006. doi: https://doi.org/10.3133/fs20063022.
F. A. Semire, T. I. Raji, “Characteristics of Measured Rainfall Rate at Ogbomoso, Nigeria for Microwave Applications,” J. Telecommun. Inf. Technol., no. 2, pp. 85–89, 2011.
T. V. Omotosho, C. O. Oluwafemi, “One-minute rain rate distribution in Nigeria derived from TRMM satellite data,” J. Atmos. Solar-Terrestrial Phys., vol. 71, no. 5, pp. 625–633, 2009, doi: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2009.02.003.
G. O. Ajayi, S. Feng, S. M. Radicella, B. M. Reddy, Handbook on Radiopropagation Related to Satellite Communications in Tropical and Subtropical Countries. Trieste, Italy: ICTP, 1996.
F. A. Semire, M.-M. Rosmiwati, “Development of rain rate prediction model for Nigeria,” Can. J. Pure Appl. Sci., vol. 5, no. 3, pp. 1721–1728, 2011, uri: http://www.cjpas.net/wp-content/uploads/pdfs/5/3/Oct-11_18.pdf.
F. Abiola Semire, A. Adekunle, R. Olayimika Abolade, “A study on rain rate prediction of Southwestern Nigeria,” Phys. Sci. Int. J., pp. 1–12, 2020, doi: https://doi.org/10.9734/psij/2019/v23i430166.
R. ITU-R, “Propagation data and prediction methods required for the design of Earth-space telecommunication systems,” in International Telecommunication Union Radio Communication P.618-13, Geneva: ITU, 2017.
Ф. А. Семире, Р. Мохд-Мохтар, З. К. Адейемо, “Статистический анализ высоты слоя осадков над Малайзией,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 59, no. 9, p. 56, 2016, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347016090065.