www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Изображения, формируемые по данным допплеровских радаров

Рисунок 1. Радиолокационное изображение РR (источник: www.dwd.de)

Рисунок 1. Радиолокационное изображение РR
(источник: www.dwd.de)

Изображения, формируемые по данным допплеровских радаров

Любой допплеровский радиолокатор может измерять скорость ветра. Это могут быть как радиолокаторы с истинной когерентностью (имеющие полупроводниковый передатчик или оснащенные клистроном), так и псевдокогерентные радиолокаторымагнетронным передатчиком). В процессе измерения сравниваются фазы импульсов в двух или более соседних периодах следования (межпериодная обработка). Чтобы измерить частоту Допплера для большинства радиолокаторов необходимо, как минимум, некоторое количество отражающих объектов (капли дождя, насекомые), перемещающихся со скоростью ветра. И только некоторые узкоспециализированные радиолокаторы, имеющие, как правило, очень высокую несущую частоту, могут измерять радиальную скорость масс сухого воздуха (Clear-Air-Echo, «эхо» чистого воздуха).

Индикатор «скорость-азимут»

Радиолокационное изображение «скорость-азимут» может быть сформировано из объемного сканирования радиолокатора обнаружения осадков. Изображение схоже с CAPPI с той разницей, что на ней отображаются радиальные скорости вместо коэффициентов отражения. По такому индикатору можно определить локальные значения скорости и направления ветра, горизонтальную протяженность полей ветра, их горизонтальную деформацию и общее направление метеорологического объекта.

Среднюю радиальную скорость отражающих объектов в некоторой локальной области называют «базовой скоростью» («basic speed»). Радиальная скорость — это составляющая скорости движения цели вдоль оси луча радиолокатора. Положительные значения (отображаются «теплыми» цветами, от красного до пурпурного) соответствуют направлению движения в сторону от радиолокатора. Отрицательные значения (отображаются «холодными» цветами, синим или зеленым) соответствуют направлению движения к радиолокатору.

На индикаторе может отображаться радиальная скорость ветра в приземном слое воздуха, или же она может быть рассчитана относительно направления движения метеообразования (например, грозового фронта). Таким образом, можно более эффективно распознавать внутренние воздушные потоки внутри грозового облака.

Рисунок 2. Вертикальный профиль ветра в функции времени

Рисунок 2. Вертикальный профиль ветра в функции времени
(Источник: Национальное управление океанических и атмосферных исследований, США)

Вертикальный профиль ветра

Вертикальный профиль ветра может также быть рассчитан по результатам объемного сканирования радиолокатора обнаружения осадков. Однако при этом предполагается, что движение воздушных масс примерно однородное, то есть что в нем отсутствуют турбулентности или что-то подобное. Более точные изображения профиля могут быть построены специализированными радиолокаторами — профайлерами (профилировщиками) ветра.

Построение вертикальных профилей ветра позволяет прогнозировать выпадение града путем обнаружения сильных восходящих потоков на больших высотах. Такое прогнозирование основано на том, что град вызывается большими каплями дождя, перемещающимися на большие высоты, где имеют место значительные отрицательные температуры.