Radartutorial .eu

Meteoroloji Radarı Menzil Denklemi

Bu bölümde yer alan radar denklemi ifadesi „Radar Temelleri” bölümündeki radar denkleminin türetilmesinde bilgilere dayanılarak çıkarılmıştır. Meteoroloji radarlarının işlevleri birincil radarların işlevlerine benzerdir, hatta aynıdır. Temel fark bir uçan nesnenin gövdesi ile bir meteorolojik oluşum etken yansıtma yüzeyi σ arasındaki farkta yatar; örneğin, içinden bazı radar frekansların kısmen geçebildiği en küçük bir yağmur bulutunun büyüklüğü en büyük uçağından gövdesinden çok daha büyüktür. Şimdi yapmamız gereken bir yağmur alanının etken yansıtma yüzeyinin hesaplama modelini yaratmaktır:

Bir yağmurda bulunan tek tek yağmur damlaları radarın dalga boyuna oranla çok çok küçük kalır. Bu nedenle etken yansıtma yüzeyini „Rayleigh”-Saçılması formülü ile tayin ederiz:
Burada D yağmur damlası çapıdır ve K katsayısı:		ve ε dielektrik sabitidir.
Radarların L bandından X bandına kadar en çok kullanılan frekanslarında K katsayısı su için |K |2= 0.93 ve buz için |K |2= 0.2 dir.
Şimdi tek bir yağmur damlası için değil, bir hacimde, örneğin 1 m3 de bulunan belirli sayıda yağmur damlaları için bir hesap yapalım.
Z yansıtırlığı ve η birim hacim için yansıtırlığı simgeler.
(5) Eğer radar ışınının darbe hacmi tamamı yağmur damlaları ile dolu ise   bu hacim şu değere sahiptir
Pe = Ps · G2 · σ · λ2 (4 · π)3 · R4 Yukarda bulduğumuz formüle „Radar Temelleri” adlı bölümde ki etken yansıtma yüzeyi formülünü yerleştiririz.	(6) (6)
Bu değerlerin pratikte ne denli önemli etkileri olduğu bir meteoroloji radarı resminde görülebilir. Çok daha yükseklerde hakim olan sıcaklıklar nedeniyle kar yağışı başlar. Buz tutmuş karın etken yansıtma yüzeyi üzerinde ki etkisi çok küçüktür. Bulutlar alçaldığı sırada daha ılık tabakalarla karşılaşan kar erimeye başlar, su haline gelir ve yansıtırlık miktarı çok önemli seviyede artar.

Daha düşük sıcaklıkta bulunan katmanlarda sadece su damlaları yere düşer. Etken yansıtma yüzeyi damlaların düşüş hızı nedeniyle tekrardan azalır. Bu etmen radar ekranında „parlak bant” diye adlandırdığımız yüksekliğe bağlı bir parlak bant genişliği olgusunu meydana getirir. Böylece bir gözetim radarı ile meteoroloji radarına ait radar denklemi arasında ki temel prensip farkını ortaya koyduk.
 
Fakat formülün bu biçimi radar uygulamaları için tam olarak uygun değildir. Formül bir meteorologun değil, daha ziyade bir radar teknisyeninin gözüyle bir anlam ifade etmektedir. Menzil formülüne bunu katar ve yeniden düzenlersek dördüncü derecede ki kökten kurtulur ve menzil hesabında kullanacağımız ikinci derecede ki köke sahip bir formül elde ederiz.
Neden?
 

Hacimler menzilin karesine bağlı olarak artar!
Belirli bir hacimde, aynı yoğunlukta, fakat çok daha fazla
yansıtırlığa sahip yağmur damlaları olabilir ve bunlar
sanki daha ziyade bir uçak gövdesini andırırlar.