Radarová meteorologie – dopplerovské radary

Prezentace na téma: "Radarová meteorologie – dopplerovské radary"— Transkript prezentace:

1 Radarová meteorologie – dopplerovské radary
Petr Novák, Milan Šálek Český Hydrometeorologický ústav, oddělení radarových měření

2 Dopplerův jev (efekt)

3 Dopplerovské meteorologické radiolokátory
umožnují běžné měření množství zpětné rozptýlené energie a tím radiolokacní odrazivosti Z navíc měří změnu frekvence navráceného signálu (prostřednictvím měření fáze), z které lze určit radiální rychlosti odražečů, jimiž jsou převážně atmosférické srážky a nehomogenity indexu lomu.

4 Dopplerovské meteorologické radiolokátory

5 Měření fáze přijatého signálu

6 Dopplerovské dilema (fr=PRF)
lambda=5 cm: fd=150: v=3.75 m/s fd=280: v=7.00 m/s fd=350: v=8.75 m/s

7 Dopplerovské dilema lambda=5 cm: fd=150: v=3.75 m/s fd=280: v=7.00 m/s

8 Dopplerovské dilema maximální jednoznačně určitelná rychlost, tzv. Nyquistova rychlost – (z podstaty způsobu měření, viz varianta B) maximální jednoznačně určitelná vzdálenost (second-trip echo) kombinací získáváme vztah nazývaný dopplerovské dilema není možné zároveň dosáhnout libovolně vysoké rmax a vdmax

9 Hlavní operativní využití dopplerovských rychlostí
identifikace (a následné vymazávání) odrazů od pozemních cílů (V = 0) analýza proudění ve srážkové oblačnosti (radiální rychlosti PPI, RHI) – detekce rotace, divergence (mezocyklony, tornáda) výpočet vertikálního profilu větru za předpokladu horizontálně konstantního proudění (pouze za přítomnosti odražečů) vyhodnocení šírky spektra  vztahující se k intenzitě turbulence

10

11 Umělá data radiálních rychlostí

12 Umělá data radiálních rychlostí

13 Umělá data radiálních rychlostí

14 Umělá data radiálních rychlostí

15 Umělá data radiálních rychlostí

16 Umělá data radiálních rychlostí

17 Umělá data radiálních rychlostí

18 Umělá data radiálních rychlostí

19 Umělá data radiálních rychlostí

20 Pulse Storm Downbursts

21 Umělá data radiálních rychlostí

22 CL Supercell Example (3 May 99 OKC)
Reflectivity

23 CL Supercell Example (3 May 99 OKC)
Velocity

24 VAD - Velocity Azimuth Display
Data radiálních rychlostí z konstantní vzdálenosti (konstantní výšky) jsou vyznačeny jako funkce azimutu. Horizontálně uniformní pole proudění –> funkce sinus

25 VAD algorithmus šum odlehlé hodnoty aliasing radiálních rychlostí

26 Modifikovaný VAD algorithmus
kontrola dat – odmítnutí špatných dat radiálních rychlostí „de-aliasing“ radiálních rychlostí „napasování“ sinusovky VAD do vyfiltrovaných a de-aliasovaných dat radiálních rychlostí finální kontrola kvality

27 Odmítnutí špatných dat radiálních rychlostí
Odmítnutí rychlostí menších než definovaný práh kontrola konzistence dat v azimutu a velikosti rychlosti = odstranění odlehlých hodnot

28 Odmítnutí špatných dat radiálních rychlostí

29 De-aliasing radiálních rychlostí
výpočet derivací radiálních rychlostí podle azimutu – tyto derivace nejsou aliasované „napasování“ sinusovky do dat derivací rychlostí výpočet „prvního odhadu větru''

30 De-aliasing radiálních rychlostí
porovnání naměřených radiálních rychlostí s „prvním odhadem větru“ a s posunutými odhady (+/- 2*vmax, +/- 4*vmax) pokud je naměřená rychlost blíže k některému z posunutých odhadů je provedena patřičná korekce

31 VAD Calculation „napasování“ VAD sinusovky do filtrovaných a de-aliasovaných dat radiálních rychlostí výpočet horizontální a vertikální složky větru

32 Odmítnutí špatných dat radiálních rychlostí

33 De-aliasing radiálních rychlostí

34 VAD algoritmus

35 VAD Data Display

36 VAD Data Display

37 VAD Data Display

38 VAD Data Display

39 VAD Data Display

40 VAD Data Display

41 VAD Data Display

42 VAD Data Display

43 VAD Data Display

44 VAD Data Display

45 VAD Data Display

46 VAD Data Display

47 VAD Data Display

48 VAD vs. aerologická měření
aerologická měření - základní nástroj – měří vždy a více prvků vertikální profil větru z VAD analýzy doplňková informace k aerologickým měřím možnost kontroly větru u aerologických měření v současné době roste zájem z modelářské komunity o tato data jako vstup do asimilace NWP modelů (ECMWF,HIRLAM) (+) lepší časové rozlišení (10 minut) (+) zlepšuje prostorovou hustotu aerologických dat (-) musí být k dispozici radarové cíle

49 VAD Data Availability