در یک صبح تنبل یکشنبه، از دنبال کنندگان توییتر خود پرسیدم که دوست دارند در این فضا درباره آن بنویسم. اندرو هاتر به من پیشنهاد کرد که کاری روی رادار دو قطبی انجام دهم. همانطور که مقالات قبلی خود را در طول 5 سال گذشته مطالعه کردم، واقعاً چیز زیادی در مورد آن ننوشته بودم. این بد من است، شما. قطبش دوگانه ابزار حیاتی سرویس ملی هواشناسی است و هر روز برای محافظت از ما استفاده می شود.
LD_WEATHER 2006/6/28 jahi chikwendiu سرویس ملی هواشناسی در استرلینگ، ویرجینیا، از یک داپلر استفاده می‌کند … [+] رادار، درست، برای کمک به پیش‌بینی آب و هوای منطقه. سرویس ملی هواشناسی در چند روز گذشته با عبور یک سیستم بارانی شدید که بخش هایی از منطقه واشنگتن دی سی را سیل کرده است، مشغول بوده است. (عکس از جاهی چیکوندیو/ واشنگتن پست از طریق گتی ایماژ)
ابتدا باید کمی "رادار آب و هوا 101" را ارائه کنم. بسیاری از ما که در مورد رادار هواشناسی آموزش می دهیم، اغلب از تشخیص و برد رادیویی (RADAR) به عنوان محصول جانبی جنگ جهانی دوم یاد می کنیم. در طی آن زمان، کاملاً مشخص شد که صدای مزاحم «مرتبط با بارش» روی رادار، نیازهای نظامی مورد نظر رادار را مختل می‌کند. با این حال، وب‌سایت سرویس هواشناسی ملی اشاره می‌کند که «اصل اساسی زیربنای همه رادارها برای اولین بار در سال 1886 توسط فیزیکدان هاینریش هرتز مشاهده شد، زمانی که دریافت که امواج الکترومغناطیسی می‌توانند از اجسام مختلف منعکس شوند، و حتی توسط بازتابنده‌های مناسب به پرتوها متمرکز شوند. ” برای بررسی عمیق تاریخچه رادار هواشناسی، از این لینک دیدن کنید.
شبکه رادار هواشناسی آمریکا
در این مرحله، اجازه دهید سریع به دهه 1950 برسم. سامانه راداری WSR-57 توسط اداره هواشناسی ایالات متحده و نیروی دریایی ایالات متحده به خدمت گرفته شد. این یک سیستم باند S (طول موج 10 سانتی متر) بود که برای بیش از 30 سال ستون فقرات پایش آب و هوا رادار ایالات متحده بود. این از یک سیستم آزمایشی باند X تکامل یافته است. در دهه 1970 سیستم WSR-74 وارد خط شد. در این مرحله، برخی از خوانندگان ممکن است بگویند: «در این دنیا از دکتر شپرد با این همه صحبت سوپ الفبا صحبت می‌کنید؟
"باندهای" رادار
رادارهای هواشناسی پالسی از انرژی مایکروویو را به ابرها می فرستند. مقداری از این انرژی از حجم پراکنده ها (قطرات باران، تگرگ، حشرات و غیره) به رادار پراکنده می شود. فرکانس های مختلفی که اغلب در هواشناسی راداری استفاده می شود در نمودار بالا ارائه شده است. به عنوان مثال، فرکانس‌های باند S نسبت به باندهای با طول موج پایین کمتر مستعد میرایی هستند و دامنه وسیع‌تری دارند. اگر تلویزیون ماهواره‌ای دارید، می‌دانید که وقتی باران شدید می‌بارد و سیگنال شما از دست می‌رود، می‌دانید که تضعیف چیست.
نحوه کار رادار داپلر
تقریباً زمانی که در اواخر دهه 1980 به کالج می رفتم، خدمات هواشناسی ملی، وزارت دفاع و سایر شرکا شبکه رادار هواشناسی ایالات متحده را به سیستم باند WSR-88D "S" ارتقا دادند. این بخشی از تلاش های نوسازی خدمات ملی هواشناسی در اوایل دهه 1990 بود. این رادارها قابلیت حیاتی نجات فازهای جابجایی داپلر را معرفی کردند. از آنجایی که ما فاز (شکل، موقعیت، فرم، فرکانس) ارسال پرتو رادار را می‌دانیم، اگر پراکنده‌ها (قطرات باران و غیره) در حال حرکت باشند، فاز پژواک رادار برگشتی را تغییر می‌دهند. از این اطلاعات، می‌توانیم سرعت را به سمت یا دور از رادار تعیین کنیم (سرعت شعاعی نه سرعت واقعی باد). این اثر داپلر همچنین توضیح می‌دهد که چرا صدای شیپور قطار با نزدیک شدن و دور شدن از شما متفاوت است. با چنین اطلاعاتی، هواشناسان اکنون قادر به تشخیص چرخش در طوفان هایی هستند که می تواند نشان دهنده یک گردباد باشد. در واقع، امروزه بیشتر هشدارهای گردباد بر اساس شناسایی رادار داپلر است . کار کارشناسی ارشد من شامل استفاده از داده های رادار اولیه WSR-88D برای ردیابی و مکان یابی طوفان های در حال سقوط بود.
استراتژی رادار دو قطبی
خوب، بالاخره به قطبی شدن دوگانه رسیدیم. طبق وب‌سایت NOAA ، «رادار دو قطبی پالس‌ها را در جهت افقی و عمودی ارسال و دریافت می‌کند». این بدان معناست که پژواک های برگشتی حاوی اطلاعاتی در هر دو جهت در مورد قطرات باران، دانه های برف، برف و تگرگ هستند. اطلاعات بهتر در مورد شکل، اندازه و ترکیب اهداف امکان تشخیص بهتر نوع بارندگی را فراهم می کند (به عنوان مثال، آیا باران شدید است یا تگرگ؟ یا آیا برف است یا باران یخ زده؟) حتی محصولاتی وجود دارند که می توانند از دو بارندگی استخراج شوند. رادار قطبی که می تواند به شناسایی زباله های مرتبط با گردباد در زمان واقعی کمک کند و تخمین بارندگی را بهبود بخشد.
سرویس ملی هواشناسی انتقال به رادار دو قطبی را در اوایل دهه 2010 آغاز کرد. به گفته سرویس ملی هواشناسی، اولین سیستم ارتقا یافته "دو پل" (NWS WSR-88DP) در پایگاه نیروی هوایی ونس در نزدیکی انید، اوکلاهاما. از زمان نصب در سال 2011، سرویس ملی هواشناسی بیش از 150 رادار عملیاتی را در سراسر ایالات متحده و قلمرو آن ارتقا داده است.
نمونه ای از نحوه استفاده از رادار دو قطبی برای تشخیص گردباد
تصویر بالا نمونه خوبی از این است که چگونه محصولات قطبش دوگانه (ضریب همبستگی (CC) و بازتاب دیفرانسیل (ZDR) محصولات بازتابی استاندارد و الگوهای چرخش داپلر (SRM) را تکمیل می‌کنند تا تأیید کند که رادار از زباله‌های گردباد در هوا نمونه‌برداری می‌کند. تصویر زیر نشان می‌دهد که چگونه رادار قطبش دوگانه به پیش‌بینی‌کنندگان کمک کرد تا مکان بارندگی در مقایسه با بارش برف در نیویورک را بهتر تشخیص دهند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد نحوه استفاده از قطبش دوگانه در پیش بینی آب و هوا، از این وب سایت آزمایشگاه ملی طوفان های شدید NOAA بازدید کنید.
قطبش دوگانه باعث بهبود پیش بینی آب و هوا در زمستان می شود.

source

توسط bookheart

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.