www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Anormal Yayılım

kırılma yok
kırılma
etkisi
üstün kırılma
görsel ufuk
ufuk çizgisi

Resim 1: Radyo ufuk çizgisinin uzaklığının kırılma üzerindeki etkisi

kırılma yok
kırılma
etkisi
üstün kırılma
görsel ufuk
ufuk çizgisi

Resim 1: Radyo ufuk çizgisinin uzaklığının kırılma üzerindeki etkisi

kırılma yok
kırılma
etkisi
üstün kırılma
görsel ufuk
ufuk çizgisi

Resim 1: Radyo ufuk çizgisinin uzaklığının kırılma üzerindeki etkisi

Anormal Yayılım

Bir yayılma ortamı olan havanın özellikleri homojen değildir. Atmosferin dielektrik geçirgenliğinin değişmesi her bir hava katmanına ait kırılma katsayısını etkiler. Bunun bir sonucu olarak dalgaların yayılma yönünde bir kırılma meydana gelir. Kırılma katsayısı havanın sıcaklığına, basıncına ve nemine bağlı bir büyüklüktür. Bu parametreler geniş kapsamlı standart dışı yayılma durumlarının meydana gelmesine yol açar. Avrupa'da en yaygın olarak rastlananı gökyüzünün bulutsuz olduğu gecelerde topraktaki ısının yayılması ile oluşan sıcaklık yer değişimi, inversiyondur. Toprağın bu alışveriş sonucunda sıcaklığı azalır, buna karşılık atmosferin daha üst katmanlarının sıcaklığı nispeten daha sıcak kalır. Bu sıcaklık eğimi (gradyanı) normal sıcaklık eğiminin tersidir. Bu sıcaklık yer değişimi sonunda, radarın normal menzilinin ötesinde, dalgalar yeryüzünü bir oluk (duct) içinde takip ederek yayılırlar.

Üstün kırılma (Super refraction)
inversiyon katmanı

Resim 2: Menzil aşımları

inversiyon katmanı

Resim 2: Menzil aşımları

Bazı özel koşullar altında, bilhassa denizde daha soğuk su, daha sıcak kara havasının basıncı altında kalırsa üstün kırılma meydana gelir. Resimde ki örnekte görüldüğü gibi, kuramsal menzil büyüklüğünün % 600 fazlasına ulaşılır.

Menzil aşımları

Üstün kırılmanın menzil üzerinde ki etkisi çok kuvvetlidir. Gönderilen bir darbenin yansıması bir yada iki darbe süresi kadar daha geç görüntülenir ve bunun sonucunda hedef hiç ilgisi bulunmadığı bir yerde ekranda görüntülenir.

Oluklaşma (Ducting)
inversiyon katmanları
ölü zon

Resim 3: Troposferik oluklaşma (ducting)

inversiyon katmanları
ölü zon

Resim 3: Troposferik oluklaşma (ducting)

Pratikte, metre-dalga boyu bölgesinin daha üstündeki dalgaların yayılmasında, kuramsal menzil değerlerinin hayli aşıldığını görüyoruz. Bu daha ziyade alçakta bulunan ve oldukça geniş alanlı bir inversiyon katmanı (yer inversiyonu) oluşmuşsa meydana gelmektedir. Yer inversiyon katmanı ile yer yüzeyi arasında bir yayılma olmaktadır. Bu olaya aynı zamanda „troposferik hortum-yayın” denir. Dahası hortum-yayın birbiri üstünde yer alan inversiyon katmanları arasında da olur.

Bu yayılma türlerinde hiçbir hedefin algılanması mümkün olmayan ölü zonlar ortaya çıkar. Normal koşullarda ki menzilleri yaklaşık 100 km olan bu dalgalar, böyle inversiyon katmanları arasından yol alarak 1000 km den daha uzakta bulunan bir alıcıya (transpondere) ulaşmayı başarırlar.

Normal koşullar altında en sıcak hava yer yüzüne yakın bölgelerde bulunur. Hava sıcaklığı yeryüzünden yükseldikçe yavaş yavaş artar. Fakat sıcak hava katmanlarının, soğuk hava katmanları üzerinde bulunması halinde alışılmışın dışında sıcaklık inversiyonu olarak adlandırılan durumlar meydana gelir. Bu durum yer yüzeyi ile bir sıcak hava katmanı yada iki sıcak hava katmanı arasında kalmış soğuk hava kanallarının veya oluklarının oluşumuna yol açar.

Eğer gönderici anteni böyle bir soğuk hava oluğuna kadar girebilmiş ise, veya radyo dalgaları çok küçük bir gelme açısı ile bu oluğa girmişse VHF ve UHF bandı televizyon yayınları normal ufuk çizgisinin çok ötesine ulaşabilir. Böylesine daha uzun menzillere ulaşabilme sıcak ve soğuk hava katmanlarının farklı yoğunluk ve kırılma katsayısına sahip olması sayesinde olabilmektedir. Bir oluk üzerindeki sıcak hava katmanına giren bir radyo dalgası, yoğunluktaki ani değişik sebebiyle tekrardan yeryüzüne yansıtılır. Bir dalga yeryüzüne yada oluk altında bir sıcak hava katmanına çarptığında yeniden yukarıya yansıtılır ve oluk boyunca içerisinde zikzaklar çizerek yoluna devam eder. Resimde bu tür bir yayılma örneği görülmektedir.

Alt kırılma

Bu olayın terside mümkündür. Ancak gönderilen dalgaların yukarıya sapması, menzil aşımlarında olduğu gibi parazit oluşumuna pek yol açmaz. Bir menzil kaybı seyrektir ve daha ziyade daha alçak yükseklik açılarında görülür.

Kırılma Kırılma katsayısının
eğimi (gradyanı)
Şematik
görünüm
Oluşma koşulları
Negatif
(Alt kırılma)
>0 Kar yağışı,

Eğer sıcaklık normal atmosfere göre yükseklikle hayli daha hızlı, nem hayli daha yavaş azalıyorsa
Yok 0 Eğer kırılma katsayısı N bazı yükseklik aralıklarında değişmiyorsa
Pozitif,
az
0 ila
-4·10-8 arası
Yağmurlu, kapalı hava; eğer sıcaklık normal atmosfere göre yükseklikle hayli daha hızlı, nem hayli daha yavaş azalıyorsa
Pozitif,
normal
-4·10-8 Kapalı hava; eğer hava katmanları iyice karışmışsa. Normal atmosferin, hava sıcaklığının her bir kilometre için 6,5°C azaldığı ve su buharı basıncının her bir kilometre için 3,5 mbar azaldığı duruma karşılık gelir.
Pozitif,
yükselmiş
-4·10-8
ila-17,5·10-8 arası
Gün batımı sonrası açık hava; eğer hava sıcaklığı yükseklikle daha az azalıyorsa, yani bir sıcaklık inversiyonu başlangıcı durumu
Pozitif,
kritik
-17,5·10-8 Gün batımı sonrası sıcaklık açık havada inversiyonu meydana gelmişse
Üstün kırılma -17,5·10-8 üstü Yüksek basınç ve azalan nem beraberinde önemli sıcaklık inversiyonu. Karada gece- ve sabah saatlerinde hayli önemli, denizde ise açık havada sıkça gün boyunca, eğer deniz yüzeyi üzerindeki hava daha yüksekteki katmanlara göre daha az sıcak ve daha az nemli ise.

Çizelge 1: Atmosferik kırılmaların sınıflandırılması