www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Polarimetrik Radar

Resim 1: Polarimetrik radarın stilize edilmiş ölçüm yöntemi

Resim 1: Polarimetrik radarın stilize edilmiş ölçüm yöntemi

Polarimetrik radarın stilize edilmiş ölçüm yöntemi, 
© 2015 Christian Wolff www.radartutorial.eu

Resim 1: Polarimetrik radarın stilize edilmiş ölçüm yöntemi

Polarimetrik Radar

Farksal Yansıtırlık

Doluyu belirlemek için kullanılan bir diğer yöntem, çiftli polarizasyon yöntemidir. Radar doğrusal polarizeli yüksek frekanslı işaretler yollar ve alır, ya bireysel darbeler- ya da darbe grupları arasında yatay ve dikey polarizasyonda birinden diğerine hızlıca geçiş yapar.

Hatta Gematronik firmasının üretimi Meteor 1500 gibi daha modern polarimetrik radarlar her iki polarizasyon yönünü eşzamanlı yollarlar. Alınan iki işaret ZH ve ZV olarak adlandırılır ve bunlardan farksal (differential) yansıtırlık yeteneği ZDR hesaplanır. Orta kuvvetten şiddetli yağmura kadar olan yağmur türlerinde yağmur damlacıkları büyüktür ve yere doğru düşerken düzleşirler ve yassı bir küre biçimini alırlar. Diğer taraftan bu durum yatay polarizasyonda daha güçlü bir yankıya neden olur.

Formel für die differentielle Reflektivität

Katı buzun dielektrik katsayısı, suyun dielektrik katsayısının yaklaşık % 20 si dir ve bu nedenle doludaki parçacık biçiminin etkisi yağmura göre daha az olur. Fındık büyüklüğünde dolu taneleri kendi etrafında bir o yana, bir bu yana döne döne yere düşmeleri nedeniyle ZDR değeri çok küçük kalır. Dolu için keza yüksek bir ZH ve düşük bir ZDR değeri karakteristiktir. Eğer doğrusal ZDR değeri birden küçük ise (yani bir negatif desibel değerine sahipse) bu durum fındık büyüklüğünde dolu tanelerinin varlığına işaret eder. (Sonunda bunlar sadece bir „dikey“ iniş yapabilirler!)

Polarimetrik bir radar ile su damlalarının büyüklüğü belli bir dereceye kadar ölçülebilir. Hidrometeorlar düşerken hafifçe düzleşirler. Hidrometeorların yükseklik ve genişlik oranı, hidrometeorların boyutuna biraz bağlıdır. Ancak, daha önemlisi, yansıtırlığın büyüklüğüdür. Metreküp başına bir belirli su miktarından itibaren, su damlalarının bir belli büyüklüğe ulaşması da gerekir. Eğer bu, farksal yansıtırlığa da uyuyorsa, o zaman sonuç anlamlı olur.

Resim 2: Yağmur damlaları ne kadar büyük olursa, şekli o kadar düzgün olur, ZDR de o kadar büyük olur

Resim 2: Yağmur damlaları ne kadar büyük olursa, şekli o kadar düzgün olur, ZDR de o kadar büyük olur

Doğrusal depolarizasyon oranı

Gönderim enerjisinin yatay polarize yayını sırasında, dikey polarize kanalın alıcısı kapanmaz ve alıcı, dikey düzlemde döndürülmüş (depolarize edilmiş) ışımanın yatay polarizeli kısmını alır. Yatay ışıma ve dikey polarizasyonlu alım yansıtırlılığının, karşılık gelen saf yatay polarize gönderim ve alımın logaritmik oranına Doğrusal Depolarizasyon Oranı (LDR) denir.

Küresel parçacıklar için, LDR teorik olarak −∞ a gider, ancak pratikte bu ancak −40 dB ye kadar ulaşır.

Maalesef, bilinen hiçbir polarimetrik radar, bir taş boyutundaki doluyu doğrudan ölçemez. Bunun dolu olduğunu, sadece ZDR farksal yansıtırlığı ve alınan yatay ve dikey polarizeli işaret arasındaki ölçülebilir faz farkları ile belirleyebilir. Daha önce bu aynı radar ile ölçülen yankıların ve gerçekleşmiş yağış türleri ve -miktarları hakkında şimdiye kadarki deneyimlerin karşılaştırılması ile yağış nispeten güvenli belirlenebilir ve: bir belirli ZDR kesinlikle dolu demektir! O zaman çok sayıda küçük ya da birkaç büyük taş biçiminde olsun, radar doluyu böyle doğrudan ölçemez.