رادار
مقدمه : در سه قرن گذشته ، شاهد
حكمفرمايي نوعي از تكنولوژي بودهايم . قـرن 18 ، زمان انقلاب صنعتي در
سيستمهاي مكانيكي ، قرن 19 ، زمان موتورهاي بخار بود و در قرن 20 ،
تكنولوژي جمعآوري اطلاعات ، پردازش نمودن و توزيع آنها ميباشد . از ميان
پيشرفتهاي مختلف ، ما شاهد رشد بيسابقه صنعت رادار وكامپيوتر مي باشيم .
اصطلاح رادار برگرفته از حروف اول كلمات Radio Detection And Ranging مي باشد
زيرا رادار درا بتدا وسيله اي براي هشدار نزديك شدن هواپيماي دشمن بكار ميرفت و
ضد هوايي را درجهت مورد نظر مي گرداند . رادار هواشناسی يكي از ابـــــزارهاي
مهم اندازه گيري پـارامترهاي هواشنــاسي است كه با ارسال امواج الكترومغناطيس و
دريافت بازتــاب آن فضــاي تحت پوشش را ميشكافد وبا تجزيه و تحليل بازتاب آن ،
اطلاعات جوي را بدست مي آورد واز مزیت های آن پيوستگي زماني و مكاني انــدازه
گيريهاي آن است كه به عنوان داده هــاي تكميلي در پيش بيني دقيقتر مكان و زمان
و قوع پديده هاي جوي به حساب مي آيد .
تاریخجه : در طول جنگ
جهـاني دوم کاربرهای رادارهاي نظـــامي از اختلال در انعكاس امواج رادار ، بسبب
پديده هاي جوي نظير باران ، برف و ... پي بردند . با اتمام جنگ در سال 1945
پژوهش در زمينه مطالعه الگوي انعكاس موج رادار از پديده هاي جوي نظير باران هاي
نشأت گرفته ازابرهاي استراتوس و ابرهاي همرفت ادامه يافت و نيز آزمايشات براي
تخمين پتانسيل طول موجهاي متفاوت از 1 تا10 سانتي مترانجام شد . David Atlas
اولين رادار هواشناسي را در ايالت متحده راه اندازي نمود ، J.Marshall
وR.H.Douglas دركانادا در زمينه توزيع اندازه قطرات در عرضهاي مياني مطالعه
نمودند كه منجر به كشف رابطه Z-R گرديد ، اين رابطه بيانگر بازتاب رادار از
سرعت آب در حال سقوط به سمت زمين است . استفاده از رادار هواشناسي براي اولين
بار در سال 1950 آغاز گرديد . در سال 1953 يك مهندس برق بنام Donald Staggs
اولين ديده باني رادار را ثبت نمود. بين سالهاي 1950 تا 1980 رادارهايي ساخته
شدند كه اندازه و شدت بارندگي را محاسبه مينمودند . در طول سال 1970 رادارها
بصورت شبكه هاي استاندارد ، سازمان يافتند . بين سالهاي 1980 تا 2000 شبكه هاي
رادار هواشناسي در آمريكاي شمالي ، اروپا ، ژاپن و ديگر كشورهاي در حال توسعه
با شيوه اي یکپارچه ، شروع بكار نمودند . رادارهاي مرسوم جاي خود را به
رادارهاي داپلري دادند كه علاوه بر موقعيت و شدت پديده ها ، سرعت نسبي اين
پديده ها را نيز محاسبه مي نمايد . در سال 1988 شبكه اي شامل رادارهايي با طول
موج 10 سانتيمتر موسوم به NEXRAD يا WSR-88D Weather Service Radar 1988))
شروع بكار نمودند . در سال 2000 پژوهش در زمينه " فن آوري پلاريزاسون دوگانه"
انجام شد. فن آوري پلاريزاسيون دوگانه بمعناي پلاريزه شدن عمودي و افقي تابش
مايكروويو است .
چگونگی کارکرد رادار :
رادار يك سيستم پخش امواج الكترومغناطيسي است كه براي تشخيص و تعيين
موقعيت هدفها بكار برده مي شود.این دستگاه براساس يك شكل موج خاص به طرف هدف
است. رادار نمي تواند جزئيات را مثل چشم مورد بررسي قرار دهد و يا رنگ اجسام را
با دقتي كه چشم دارد تشخيص دهد بلكه با رادار مي توان درون محيطي را كه براي
چشم غير قابل نفوذ است ديد مثل تاريكي، باران، برف، غبار و ... رادار يك سيستم
فعال سنجش از دور بوده ، بدين معني كه با ايجاد ارتباطات مناسب ميتوان محصولات
آن را در يك نقطه و محل دلخواه با فعال نمودن يك دستگاه رايانه با سرعت و ظرفيت
كافي مورد بهره برداري قرار داد . فاصله هدف تا مبدأ ( ايستگاه زميني رادار )
توسط واحد مربوط بنام Rang Unit اندازه گيري مي شود . با استفاده از تركيب داده
هاي چند رادار ، ماهواره ها ، ابزار وادوات ويژه هواشناسي و بررسي روي اين داده
ها ، مي توان پيش بيني كوتاه مدت و بلند مدت بسيار دقيقي صادر نمود . رادار به
جهت ايجاد امكان پيش بيني تگرگ ، رگبارهاي شديد ، طوفان از اهميت بسيار
برخوردار است و در تخمين طغيان رودخانه ها و سيلاب نقش ارزنده اي را ايفاء مي
نمايد و مي تواند در مديريت منابع آب و كاهش خسارات طبيعي ناشي از وضعيت
نامساعد جوي بسيار مؤثر باشد .امروزه رادارهاي مجهزي جهت شناسايي مراكز طوفان و
اندازه گيري شدت بــــارندگي انواع رگبــــارها در اختيار هواشناسان قرار ميدهد
.
 معمولاً رادار هواشنــاسي در خصوص شنــاســـائي پديده
هــاي آب دار موجــود در جو ( هيدرومتئورها ) ، ارزيابي خصوصيات فيزيكي ابرها و
كريستالهاي يخي بكار برده مي شود .
 بطور كلي تفـاوت رادار نوع داپلر بــا رادارهـای كلاسيك
منحصراً در تشخيص اهداف ياد شـده نبوده ، بلكه بيشتر از آن در دقت و صحت تعيين
فاصله هدف از رادار مي بــاشد . رادارهـاي نوع داپــلر در زمانهـاي معين و
درمنطقه وسيع ميـزان بارندگي و سمت و سرعت بــاد را انـدازه گيري مي كند در اين
نــوع رادارهــا بكمك رايــانــه موقعيت هــدف و بازتاب را با تـركيب رنگ ها در
صفحه هاي نمايشگر نمايان مي سازد . اما در رادارهاي كلاسيك صفحه نمايشگر شفاف
مي باشد . به اين علت تثبيت طيف در خارج از محدوده برخي مناطق غير ممكن خواهد
بود . ولي در رادارهاي داپلر اين قبيل لايه هاي محيطي در رسم نقشه هاي هم باران
كمك زيادي مي كند . همانگونه كه بيان شد از مهمترين وظايف رادار تعيين فاصله
هدف تا فرستنده است كه هيچ تكنيك ديگري بخوبي و بسرعت رادار قادر به اندازه
گيري اين فاصله نيست. رادار برای مشخص نمودن مکان واقعی هدف به سه مورد از
اطلاعات نیازمند است:
زاویه سمت الرأس ، زاویه اي است كه امتداد اشعه رادار با
امتداد قــــائم ( شمال ) می سازد .
 زاویه ارتفاع ، زاویه اي است كه اشعه رادار نسبت به زمین
می سازد .
فاصله هدف از رادار ، با توجه به اینکه رادار یک پالس الکترو مغناطیس
ارسال می کند ، بازتاب این موج الکترو مغناطیس توسط رادار دریافت می شود لذا
فاصله طی شده برابر 2D میباشد اگر پالس را با C و زمان را با t نمــــایش
دهیم ، فاصـله از رابطـه D=Ct/2
بدست می آید .
 سامانه راداري استان :
اين سامانه كه در بندر اميرآباد (خزر شرقي) نصب گرديده و از نوعMETEOR
1500C شركت GEMATRONIK آلمان مي باشد كه در باند فركانس رادارهاي دوپلر كار
مي كند و وظيفه جمع آوري اطلاعات جوي و پردازش آن به صورت تصاوير را بعهده دارد
و براي پيش بيني هاي كوتاه مدت و بارندگي،سيل، طوفان،آبشناسي، پيش بيني هاي
هوانوردي و جاده اي ميتوان ازآن استفاده كرد. كه اطلاعات آن از طريق سيستم
Wireless به مركز استان ارسال شده و توسط يك دستگاه ابر كامپيوتر اطلاعات آن
پردازش ميشود . كاربردهاي رادار هواشناسي :
بطور كلي ايجاد سيستمي با توانايي كشف ، رديابي و تخمين عملكرد سيستمهاي
فعال جوي براي برآورده نمودن نيازهاي زير هدف پروژه رادارهاي هواشناسي است :
1- امنيت ترافيك هوايي :
باتوجه به اينكه رادار هواشناسي مي تواند پديده هاي جوي را در سطح
فوقاني با دقتي بالا كشف و رديابي كند ، اين امكان را فراهم مي آورد تا خلبان
پيش از ورود هواپيما به منطقه اي كه شرايط نامناسب جوي دارد از موضوع آگاهي
پيدا كند و تصميمات لازم را اتخاذ نمايد . اندازه گيري و تعيين لايه Turbulance
، چينش افقي باد ، چينش قائم باد (Wind Shear) و تشخيص پديده هايي مانند توفان
گردوخاك ، نواحي همگرائي و واگرائي ، Gusty ، تعيين سيكلونهاي ميان مقياس و
... از ويژگيهاي مهم رادار هواشناسي است .
2 – آبشناسي : رادار
هواشناسي امكان پيش بيني هاي كوتاه مدت و دقيق از ميزان بارندگي را فراهم مي آورد . اين پيش بيني ها مي تواند مبناي خوبي براي مديريت منابع آب از قبيل
تنظيم دريچه هاي خروجي آب از سدها براي جلوگيري از سرريز شدن ، پاكسازي راه
آبها و ... فراهم آورد . همچنين اين اطلاعات مي تواند براي صدور هشدار نسبت به
وقوع سيلاب يا توفان بكار رود . علاوه بر اين اطلاعات جمع آوري شده ، مي تواند
براي پيش بيني هاي بلند مدت در مورد ميزان بارندگي و به تبع آن منابع آب بكار
رود كه در موارد متعددي چون توليد برق و كشاورزي كاربرد دارد .
3 – كشاورزي :
همانگونه كه بيان گرديد رادار هواشناسي امكان پيش بيني هاي كوتاه مدت بارندگي
را فراهم ميآورد . اين پيش بيني ها علاوه بر ميزان بارندگي ، شدت و نوع آن در
مدت زمان مشخص را نيز شامل ميشود . به اين ترتيب پديده هاي زيانبار براي
محصولات كشاورزي از قبيل تگرگ ، باران شديد و توفان قابل پيش بيني خواهد بود .
با اندازه گيري و پيش بيني سرعت و جهت باد و ساير عوامل ، امكان كمك به تعيين
زمان سم پاشي ، بذر پاشي و ... وجود خواهد داشت .
4 – تغييراقليم :
شناسايي و رديابي توده هاي فعال و غير فعال جوي و برآورد نوع فعاليت آنها ميتواند منجر به اتخاذ تصميم درست و به موقع براي باروري ابرها ، تبديل تگرگ به
باران و ساير روشهاي تغيير اقليم شود .
5 – مديريت راهها
: فراهم آوردن امكان پيش بيني بارش برف و ساير نزولات آسماني و
توفانها ميتواند عامل مؤثر در جلوگيري از حوادث رانندگي ناشي از لغزندگي
معابر و سوانح سقوط بهمن باشد .
6- پيش بيني : رادار
هواشناسي كاربرد عمده اي در پيش بيني كوتاه مدت و بلند مدت وضع هوا و تحليل
شرايط جوي دارند و وضعيت جوي حاضر را با تصويرهاي گويا و زيبا ارائه ميدهند كه
قابل ارائه از طريق رسانه هاي جمعي نظير تلويزيون و اينترنت ميباشد .
بخشهای اصلی رادار هواشناسی بندر امیرآباد
|
سخت افزار |
1- آنتن |
2- فرستنده |
3-گیرنده |
|
نرم افزار |
1- RainBow |
2- Ravis |
|
سخت افزار : مشخصات :
« آنتن » زاویه چرخش افقی : 0 تا 360 درجه ، زاویه چرخش عمودی:
2- تا 182 درجه ،
سرعت پویش آنتن : 2/0 تا 6 دور در دقیقه ، دقت موقعیت یابی : 1/0 درجه
، شتاب بیشینه آنتن : 20 درجه بر مجذور ثانیه ، قطر آنتن : 5/8 متر
 « فرستنده » : فرستنده مدل TXC1500 شامل یک تلفیق
 کننده حالت پـایدار با
راه اندازی بنــــام لوله کلیسترون است و کــار آن تــولید و تقویتپالسهای
مایکروویو است . مزایای اصلی این دستگاه شامل : میانگین و توان بالای پیک موج
( 250 کیلووات ) ، کیفیت بالای امواج دریافتی ، بقای زیاد پالسهای بلندتر ، و
کنترل خوب شکل موج و بسامدآن میباشد .
گیرنده :پردازشگر دیجیتال سیگنال ( Digital Signal Processor ) -
آخرین تکنولوژی پردازش دیجیتالی در سیستم پردازشگر دیجیتالی رادار هواشناسی
RXC1500 بکار رفته است . پردازشگر دیجیتالی Aspen DRX پس از دریافت داده ها از
گیرنده آنالوگ بلافاصله داده های دریافتی رادار را پردازش می نماید . ویژگیهای
پردازشگر دیجیتالی Aspen DRX :
تبدیل کننده A/D سیگنالهای رادار تصحیح برد فیلتر نمودن
موانع موجود بالا بردن کیفیت و دقت سیگنال - سیستم کنترل و نمایش
نرم افزار : 1- Rainbow ( پردازش داده و تولید محصول ) : ازجمله ابزارهای
استاندارد جهت کاربران هواشناسی میباشد که امکان جمع آوری ، پردازش و توزیع هر
نوع داده هواشناسی و کنترل مرکزی رادارهای آب و هوایی درون یک شبکه هواشناسی را
فراهم میآورد .
 2- Ravis ( کنترل و تعمیرات ) : برنامه کنترل رادار و نگهداری ابزارهای جانبی ( Standard
Ravis ) امکان پویش صوتی و کنترل کامل و سریع و نمایش وضعیت بر اساس اطلاعات
جامع BITE را بدون وقفه فراهم میآورد .
 مشخصات فنی رادار : محدوده بسامد عملیاتی : 6/5 تا 65/5 گیگا هرتز
، بسامد تکرار پالس : متغیر از 250 تا 2000 هرتز
محدوده تقویت بیشینه هر پالس : 2000
، قدرت تفکیک داده های اولیه : 8 بیت
، محدوده کمینه قدرت تفکیک RSP : 5/62 متر
، محدوده حرکتی 98 تا 102 دسی بل ، استفاده از باند فرکانس C
، برد رادار ، شعاع 250 کیلومتر می باشد که همه نواحی استان
مازندران را تحت پوشش قرار میدهد ، توان ارسالی آن 250 کیلو وات میباشد
، امکان تجهیز به پلاریزاسیون دوگانه جهت تشخیص بهتر نوع
بارش میباشد . امکـــان دسترسی به پایین ترین سطح از داده هـــای رادار
( سیگنال QxI
) که در جـــهت استفــــاده در کـــارهــای تحقیقاتی سطح بالا مورد استفاده قرار میگیرد .
انتقال محصولات از طریق شبکه به کاربر یا کـــــاربران یا یک مرکز کامپیوتر .
 * ذخیره نمودن محصولات داده های رادار .
* ارتفاع از سطح زمین 30 متر میباشد . * کاملاً اتوماتیک و کنترل از راه دور میباشد .*
دارای سامانه عیب یاب و نمایش عملکرد رادار می باشد . باندهای بسامد رادار
|
غیرواقعی ( نهایی ) |
طول موج |
بسامد |
باند رادار |
|
70 سانتی متر |
متر3/0 - 1 |
مگاهرتز 1000- 300 |
UHF |
|
20 سانتی متر |
متر15 /0 – 3/0 |
مگاهرتز 2000 -1000 |
L |
|
10 سانتی متر |
سانتی متر5/7 - 15 |
مگاهرتز 4000 - 2000 |
S |
|
5 سانتی متر |
سانتی متر 75/3 – 5/7 |
مگاهرتز8000 - 4000 |
C |
|
3 سانتی متر |
سانتی متر 4/2 – 75/3 |
مگاهرتز12500 - 8000 |
X |
|
5/1 سانتی متر |
سانتی متر66 /1 – 4/2 |
گیگاهرتز 18- 5/12 |
 K
|
|
25/1 سانتی متر |
سانتی متر 13/1 – 66/1 |
گیگاهرتز 5/26- 18 |
K |
|
86/0 سانتی متر |
سانتی متر 75/0 – 13/1 |
گیگاهرتز 40– 5/26 |
 K
|
|
30/0 سانتی متر |
سانتی متر 30/0 |
گیگاهرتز 94 |
W |
با استفاده از بازتاب اشعه رادارکه در صفحه تصوير منعكس شده
و توسط دستگاههاي اندازه گيري ، مشخصات سيگنال رسيده ، دقيقأ مورد بررسي قرار
ميگيرد از این سیگنالها داده های خام W،V ، Z استخراج میشوند كه به ترتیب
بیان کننده : سرعت ذرات در بسته هوا ، سرعت میانگین بسته هوا و میزان انعکاس میباشند که تنها Z تصحيح شده است و V,W تصحيح شده نيستند از این داده های خام
محصولات راداری نظیر PPI ، RHI ، CAPPI ، Vcut ، SRI ، PAC و ... استخراج میشود .
شاخص صفحه موقعيت PPI
: Plan position Indicator
براي دستيـابي به اين محصول ، آنتن در ارتفاعي بـــطور
عمودي ( Vertical elevation
) ثـــابت ميشود . در اين حالـــت از سـمـت الــــراس (
Azimuth ) بـيــن صفــر تـــا 360 درجـــه امــــواج الــــكترو مغــــناطيسي ارســــال ميگردد كه در اينحــالت وضعيت تصوير محور مختصــات واقعي منـــاطقي كه
در آن بـــارندگي اتفـاق ميافتد مشخص ميگردد .
 شاخص محدوده ارتفاع RHI: Range Height Indicator در اين وضعيت آنــتن در سمت الـــراس (
آزيموت ) حركــت داده نميشود بلكه در جهت مورد نظر ثـــابت ميگـردد. در ايــن حالت تصوير از حركت عمودي آنتن نــاشي مــيشود و بـدين
ترتيب محصولات حاصــــله براي شنـــاســايي بـرش عـمودي
ابر هـا مورداستفــــاده قرار مي گيرد ، بطوريكه ميتــوان از
آن خصوصيات فيزيـــك ابر وميزان آب قــابل ريزش را شناسـايي
نمود و پــيش بينــي هاي كوتــــاه مدت و دقيق از ميزان
بارندگي را فراهم آورد كه ايــن اطلاعـــات ميتواند براي صــــدور هشدار نسبت به
وقوع سيـــلاب يا طوفان بكار رود .
بیشینه نمايش MAX
: Maximum Display محصول Maximum Display اطلاعات مربوط به نمايش حداكثر ارتفاع و
چگالي درون ابر ميباشد . تصوير مذكور از فاصله دو بلندي تحت پوشش آنتن رادار
دريافت مي گردد . حجم داده هاي قطبي (مغناطيسي) در برگيرنده جهت (z) براي هر كدام
از ستون ها و در جهت (y) شمالي و جنوبي و در جهت (x) هر يك از خطوط سطح افقي
بيشترين مقدار را مي باشد كه در شناسايي و رد يابي توده هاي فعال و غير فعال جوي و
بر آورد نوع فعاليت آنها در امر باروري ابرها ، تبديل تگرگ به باران و ساير روشهاي
تعديل و تغيير اقليم بكار برد .
شاخص موقعيت مكان ثابت عرضي CAPPI : Constant Altitude
Position Indicator در منطقه تحت پوشش رادار امواج الكترو مغناطيسي از يك زاويه و
ارتفاع معين تا ارتفاع ديگري با زاويه مشخص از سمت الراس ( آزيموت ) و با در نظر
گرفتن PPI صادر ميشود كه تصاوير حاصله نتيجه ارسال اين امواج به هدف ميباشد .
بدين ترتيب براي كاربر از سطح زمين تا ارتفاع مورد نظر يك لايه اي مشخص ميگردد . (
لايه CAPPI )
شاخص كاذب موقعيت نقشه در عرض ثابت PCAPPI
: Pseudo Constatant
Altitude Position Indicator در توليد اين محصول روش كار و طرز كار آنتن همانند CAPPI است ،
با اين توضيح كه اين فرآورده داده هاي مربوط به ارتفاعات نزديك به رادار و اطلاعات
نقاط پست واقع در دورترين نقطه از رادار را در بر ميگيرد . بدين سبب هر چه از مركز
رادار دور شويم در نتيجه قطع نور ارسالي الكترومغناطيسي توسط بلنديهاي منطقه
اطلاعات لازم از زاويه پايين ترين بلندي فراهم ميگردد .
برش عمودي VCU : Vertical Cut
اين فرآورده در داخل منطقه تحت پوشش رادار در بين دو نقطه مورد
نظر از سطح زمين تا ارتفاع معين نشانگر برش عمودي خطي ميباشد .
اين محصول چون از
PDF تشكيل شده ، براي راهنمايي بيشتر در صفحه (DisplayManage
r ) با دگمه وسطي موس
روي تصوير كليك ميكنيم در اين حالت بـراي مثال ( maximum CAPPI )
ظاهر ميشود .
سقف انعكاس ( پژواك ) ETOP : Echo Top
اين فرآورده ضمن نشان دادن قويترين انعكاس ( پژواك ) بيانگر سطح
بلنديها نيز ميباشد .
انعكاس پايهEBAS : Echo Base
اين محصول برعكس ETOP است يعني موقعيت ضعيف ترين Echo را نشان
ميدهد .
نشانگر سرعت سمت الراس ( آزيموت )
VAD VAD : Velocity Azimuth Display
نشاندهنده سرعت انتشار در سطح افقي ميباشد بدين ترتيب
بين سطح زمين و سطوح فوقاني برآيند باد عمودي محاسبه ميگردد با اين محصول با بدست
آوردن ميدان باد و سرعت برداري آن مسافت معين سرعت پرتوي( راديال ) كه سمت مخالف
بلندي را نشان ميدهد نيز مشخص ميگردد
درجه سرعت مرحله - 1 ) VVP-1 : Volume Velocity Processing -1
در این حالت ميتوان سرعت پديده هاي جوي را در سطوح فوقاني با
دقتي بالا كشف و رد يابي كرد ، از اين وضعيت اين امكان فراهم ميگردد كه خلبان يك
هواپيما را پيش از ورود به منطقه اي كه شرايط نامساعد جوي دارد آگاه نمود تا
تصميمات لازم را اتخاذ نمايد .
درجه سرعت مرحله – 2 ) VVP-2 : Volume Velocity Processing -2
در اين حالت كاربر براي شناسايي سمت و سرعت بادهاي افقي در يك
ستون عمودي و در سطح افقي در نزديكي مركز رادار در بين دو فاصله ( نقطه ) از مركز
رادار استفاده ميكند
روش همگن كردن باد - 1 ) UWT-1 : Uniform Wind Technique – 1
اگر بردارهاي سطح افقي با ساير تصاوير همديگر را قطع كنند به
محصول حاصله UWT گفته ميشود .
روش همگن كردن باد – 2 ) UWT-2 : Uniferm Wind Technique – 2
اين محصول مشابه 1-UWT است و تصوير بدست آمده ناشي از بكار گيري
داده هاي سرعت قطبي مورد استفاده ( CAPPI ,PPI ) در محاسبه برداربادهاي افقي ميباشد
.
مجموعه عمودي مايع ( شاره ) VIl : Vertical Integrated
liquid اين محصول تعيين كننده مجموعه مقدار بارندگي يك نقطه از منطقه
تحت پوشش رادار بوده و ميزان آب قابل ريزش از ابر را نشان ميدهد . در اين محصول كل
داده ها لزوما باز تاب پذير بوده كه دادهاي بازتاب پذير نشانگر آب قابل ريزش ميباشد . كه از اين حالت علاوه بر پيش بيني ميزان بارندگي ، شدت و نوع آن را نيز ميتوان پيش يابي كرد و بدين ترتيب پديده هاي خسارت زا از قبيل تگرگ ، طوفان و باران
شديد قابل پيش بيني خواهد بود .
بازتاپ پذيري مجموعه عمودي VIR
VIR : Vertical Integrated
Reflectivity براي كاربرشناسايي و پيش بيني ميانگين بازتاب پذيري درون يك
منطقه را فراهم ميكند در بدست آمدن اين محصول تمامي دادههاي بازتاب پذير مورد
استفاده قرار ميگيرد .
شدت بارندگي سطح زمين SRI : Surface Rainfall Intensity
در صفحه رايانه ( نمایشگر ) هر كدام از پيكسلها نشانگر شدت
بارندگي ميباشد .
مجموع بارندگي PAC PAC : Precipitation Accumulation يكي از دومين محصول يك مرحله است . بدون شك مجموعه PAC و
SRI نيز ميزان بارش را در زمانهاي معين تعيين ميكند .
مجموع بارنگي طولاني مدت
( PAL PAL : Long Time (
PAC سومين مرحله از محصول رادار مي باشد كه بوسيله PAC بدست ميآيد و مقدار كل بارندگي را در فاصله زماني مشخص براي كار بر تعيين ميكند . اين
محصول در دو حالت ( Offline-Onlin ) تـوليد ميشود . در صورت ايجــاد محــصول PAC
بلافاصلــه PAL نيـــز بوجود ميآيــد . در حــالت ( Offline ) بوسيله (Image
Processing Tool ) فعال شدن دستور ( manager ) در ابزار درون رادار نمايان ميشود .
تجمع رسوبات فرعي وارده به رودخانه RSA : River Subcatchment
Accumulation اين محصول دومين مرحله از فرآورده ميباشد كه در منطقه تحت پوشش
رادار اطلاعات لازم در مورد ميزان بارش در حوضه را براي كاربر فراهم ميسازد و در
برگيرنده محصولات SRI ميباشد . حتي براي هر منطقه در فاصله زماني مشخص ميانگين
ميزان بارش را تعيين ميكند و نتيجه را در داخل( Display Manager ) بصورت نوشتاري
نشان ميدهد . بديهي است كه اين فرآورده در مورد صدور اخطاريه سيلاب ها مفيد و
كاربرد دارد .
بافت نگار ( هيستو گرام ) شدت بارندگي RIH : Rainfall Intensity
Histogram دومين مرحله محصول است و محصولات SRI را در برميگيرد . شدت
بارندگي را در يك پريود براي كاربرمشخص ميكند . با انتخاب Automatic Product
Generation) )در روي تصوير SRI و به كمك موس ميتوان به هدف مورد نظر دست يافت .
مجموع بارش نقطه اي PRT : Point Rainfall Total
اين فرآورده ميزان بارندگي پنج ايستگاه باران سنج در منطقه تحت
پوشش رادار را با مقدار بارندگي ثبت شده در دستگاه رادار مقايسه كرده و ميزان بارش
را بطور جداگانه توسط هيستو گرام ها نشان ميدهد .
چينش پرتوي ( راديال ) RDS : Radial Shear
اين محصول مشتق سرعت باد را در جهت پرتوي ( راديال ) بررسي ميكند . اين محصول اطلاعات مربوط به پوشش يك ارتفاع توسط رادار را فراهم مي سازد .
چينش سمت الراسي ( آزيموتي ) AZS : Azimuthal Shear
اين محصول مشتق سرعت باد را در جهت سمت الراس ( آزيموت )
ارزيابي ميكند . اين فرآورده در مورد يك يا چند بلندي ( ارتفاع ) اطلاعات ميدهد .
چينش ارتفاعي ELS : Elevation Shear
اين محصول سرعت مطلق با د را در جهت بلندي ارزيابي ميكند . اين
فرآورده در ارتباط با هر نوع از بلنديها اطلاعات مي دهد . مقدار خروجي آن بصورت
واحد m / s) / km ) بيان ميشود .
چينش پرتوي سمت الراسي ( آزيموتي ) RAS : Radial Azimuthal Shear
تغييرات سرعت باد با استفاده از مربع هاي كوچك در جهت آزيموت و
پرتوي محاسبه ميشود از تجمع چينش هر دو مقدار ميتوان چينش پرتوي سمت الراس را
محاسبه نمود . در اين فرآورده ميتوان داده هاي يك بلندي را بدست آورد .
چينش پرتوي بلندي RES : Radial Elevation Shear
نوسان سرعت پرتوي باد را در جهت بلندي موجود محاسبه ميكند .
نتيجه بدست آمده هميشه مثبت و در واحد m / s) / km ) است . اين فرآورده در مورد حداقل دو
بلندي كلي اطلاعات ميدهد .
چنيش افقي HZS : Horizontal Shear
اين محصول تمامي داده هاي مربوط به سرعت را در برميگيرد . با
تصحيح انحناي دكارتي مقدار چينش ظاهر ميشود . با محاسبه سرعت باد در جهات شمال
،جنوب ، شرق و غرب به مقدار برش (چينش ) افقي اضافه ميشود . اصولا فرآورده چينش
افقي از پوشش ارتفاعات بوجود ميآيد .
چينش سه بعدي ( 3DS : ( 3 D shear
اين محصول مي تواند حداقل مجموع اطلاعات دو بلندي را در بر گيرد
. نوسانات سرعت باد متقارن( قطبي ) پرتوي ، سمت الراس و در جهت بلندي براي هر سلول
مغناطيسي محاسبه مي شود . از مجموع اين سه مقدار چينش 3D بدست ميآيد . در نهايت
مقدار چينش هميشه مثبت بوده و در واحد m / s) / km ) ميباشد . اينها يعني اندازه گيري
كشف اغتشاشات و چينش باد از ويژگي ها مهم رادار ميباشد .
چينش عمودي VCS : Vertical Shear
اين محصول داده هاي زيادي را در بر ميگيرد . مقدار سرعت براي
دولايه دكارتي را محاسبه كرده و مقدار چينش و سرعت مطلق در بين لايه هاي دكارتي
پاياني ( انتهايي ) را نشان ميدهد . قابل ذكر است كه اين مقدار همواره مثبت بوده و
واحد آن m / s) / km ) ميباشد .
لايه اغتشاش ( تلاتم ) LTB : Layer Turbulance
اين محصول حاصل داده هاي طيفي گسترده توام با مجموع داده هاي
قطبي ميباشد . داده هاي شامل قطب مغناطيسي را به دكارتي تبديل كرده و همراه با
مقاديرمربوط به طيف گسترده را در ابعاد Maximum Display نشان ميدهد .
اخطاريه تگرگ HHW : Hail Warning
اين محصــــول تمامي داده هاي بــازتاب پذيري را در بر ميگيرد
. در لايه دكــارتي هر كــدام از هسـته ( سلول ) تگرگ با معادل خودش مقايسه ميشود
. و حاصل در يك پيكسل بازتاب پذيري مقدار يا اندازه آن را بصورت تصويري نشان ميدهد
.
اخطاريه ( هشدار ) WRN : Warning
يك محصول مرحله دوم است ، نظر به اينكه صدور اخطاريه به شرايط
جوي منطقه بستگي دارد ، لذا داده هــــاي خــــام داراي قـــطب ( مغناطيسي ) يك يا
چند محصول مرحله اول دريـــافت و در فهرست ( ليست PDF ( بعضي قسمتها با شرايط خاص
تعريف و ضبط شده سپس اين قسمتها در تصوير نهايي بطور اختياري نمايش داده ميشود كه
در صورت لزوم نسبت به صدور اخطاريه اقدام ميگردد .
رديابي طوفان TRK : Storm Tracking
اين يك محصول مرحله دوم است و ساير محصولات را نيز مي تواند در
بر گيرد . در فهرست PDF در شرايط خاص سلولهاي مشابه را بررسي مي كند . براي هر كدام
از سلول ها مقدار دكارتي محاسبه و در ليست تصاوير نگهداري save)) ميشود نوع و شكل
حركت سلولهاي توفان زا را پيش بيني كرده و جهت و سرعت حركت سلول ها را نسبت به
موقعيت بعدي مقايسه ميكند .
آشكار سازي جبهه تند باد GUF : Gust Front Detection
جبهه هاي تند باد ، در طول محور كوتاه سرعت پرتوي با تغييرات
جزئي و خيلي مهم خود را نشان ميدهند . در محاسبه عددي جبهه تند باد تمامي داده هاي
سرعت قطبي و يا اطلاعات موجود يك بلندي تهيه و در مناطقي كه شرايط جبهه تند باد ميتواند موجود باشد را مورد بررسي و مطالعه قرار داده شود . سپس تمامي اين مناطق
بوسيله مربع هاي كوچك منظم شده و با منحني سهمي مقايسه ميشود . اين سهمي بوسيله
كاربر با ساير مناطق مورد مقايسه قرار ميگيرد و محصول جبهه تند باد حاصله بر اساس
يك هشدار طراحي شده آشكار سازي ميشود .
چگونگی تفسیر رادارهای هواشناسی در برخورد با پدیده های جوی
رادارها پالسـهاي امـواج راديويي را به صورت پرتو بسیار متمركز
به داخل جو ميفرستند هنگامیکه پرتو رادار با باران مواجه شود ، پالسهاي پرتو از
روي قطره باران منعكس شده ، و بخشي از آنها به رادار بر ميگردند . موقعيت مكاني
باران از روي جهتگيري آنتن رادار و زمان طي شده توسط پالسها تا بازگشت به گيرنده
رادار تعيين ميگردد . شدت باران از روي توان پالسهاي برگشته شده ، محاسبه ميشود
كه به اندازه قطرههاي باران و غلظت آنها ، از باران ريزههاي بسيار سبك گرفته تا
تگرگهاي عظيم ، بستگي دارد . توجه كنيد كه رادار ابر را نمي بيند چرا كه قطرات آب
موجود در ابر بسيار كوچك هستند ، اما بارندگيهاي ايجاد شده توسط ابرها را ميبيند
. اين مناطق باراني تعیین شده توسط رادار ، اغلب اكوهاي راداري ناميده ميشوند . رادار ممكن است گاهي اوقات اكوهايي از هواپيما ، مناطق دودآلود ناشي از
آتشسوزيهاي بزرگ ، دستههاي حشرات ، گروههاي پرندگان و حتي از سطح زمين ( زماني كه
شرايط جوي غيرعادی است پرتو راداري را به طرف سطح زمين منحرف كند ) رديابي كند .
بطور خلاصه ، نمايش حاصل شده ، يك نقشه افقي از مكان بارندگي است كه شامل شدت و
سنگيني آن ميباشد .
رادار شدت بارش و برف را از رابطه  Z
= aR محاسبه مینماید ( R شدت بارش )
ویژگیهای مربوط به نمایش رادار :
1- باندهایی که باران را مشخص میکنند اكوهاي راداري مربوط به باران وسیع ، معمولاً كشيده و ممتد بوده
، از نظر شدت كاملاً يكنواخت هستند .  Z=
200R
اگراندازه قطرات باران كوچك باشند شدت بارندگي معمولاً به صورت
سبك تا متوسط برآورد ميشود .
2- باندهای مربوط به رگبارهاي ناشي از ابرهاي كومولوسي
اكوهاي راداري ناشي از رگبارهايي كه از ابرهاي كومولوسي (
ابرهاي جوششي مرتفع ) ميبارند ، به صورت سلولهايي با لبه تيز ظاهر ميشوند كه در
اطراف نمايش راداري پراكندهاند به علت آهنگ بالاي بارندگي ناشي از چنين ابرهايي ،
شدت بارندگي از متوسط تا سنگين برآورد ميشود .
3- باندهای مربوط به بارشهاي سنگين ناشي از توفانهاي همراه با
رعد و برق اكوهاي راداري ناشي از باران و تگرگ حاصل از توفانهاي رعد و
برق ، سلولهايي هستند با لبههاي بسيار تيز و هستههاي سخت كه دلالت بر بارندگي
سنگين دارند بويژه دانههاي تگرگ اكوهاي شديدي توليد ميكنند ، چراكه اندازه آنها
بسيار بزرگ است .
4- باندهای مربوط به چرخندههاي حارهاي چرخندههاي حارهاي توليد كننده بارانهاي سنگين و گسترده هستند
. باندهاي مربوط به باران تمايل دارند ، به شكل مارپيچي حول چرخندههاي عاري از
باران « چشم » درآیند . البته چرخندههاي حارهاي بسيار گسترده اند و بندرت ميتوان
تنها با يك رادار سرتاسر آن را مشاهده كرد . شدت اكوها با افزايش فاصله از رادار كاهش مييابد زيرا پرتو
رادار با افزايش فاصله ، پهنتر شده ، از اينرو نسبتي از پرتو كه از منطقه باراني
ميگذرد ، كاهش يافته ، منجر به كاهش شدت اكو ميشود . با افزايش فــــاصله از رادار ارتـفاع پرتو رادار از سطح زمين ، به سبب انحناي زمين بیشتر میشود .
توان پرتو اندك اندك با عبور از ميان بارانهاي بسيار سنگين كاهش
مييابد . بنابراين در فواصل دورتر از رادار شدت اكو كاهش مييابد . از اينرو ممكن
است بارشي كه در مناطق دورتر از رادار اتفاق ميافتد ، اصلاً رديابي نشده يا با شدت
كمتري تشخيص داده شود . حضور اكوهاي قابل ملاحظه در رنج وسيع ،احتمالاً دلالت بر
وجود باران به مقدار زياد در ترازهاي بالايي زمين دارد . در اين فاصلهها ممكن است
اكوهاي راداري بيشتر بوسيله يخ منعكس شده باشند تا قطرات باران ، كه در چنين شرايطي
رابطه بين انعكاس و آهنگ بارندگي متفاوت است . حضور كوهها در ميان گستره تحت پوشش رادار ميتواند ، بخشي يا
تمام پرتو را منعكس كند . بنابراين بطور قابل ملاحظهاي از شدت اكوي ناشي از باران
در سمت ديگر كوهها كاسته ميشود . به علت تغييرات در باران مناطق نزديكتر به رادار و ضريب شكست
هوا ، تلاش براي تصحيح اين محدوديتها چندان موفقيتآميز نبوده است . در نتيجه
برآورد آهنگ بارندگي با استفاده از تصاوير راداري بايد تنها به عنوان يك راهنماي
بسيار تقريبي مورد استفاده واقع گردد .
 انعكاس پرتو رادار به شدت قطره های باران موجود در ابر و به
مقدار قطرات باران و بنابراين آهنگ بارندگي ، وابسته است گاهي اوقات رادار اكوهاي ضعيفي از هدفهايي غير از بارش ، از
قبيل هواپيما ، دود يا خاكستر ناشي از آتشسوزيهاي بزرگ ، دستههاي حشرات و پرندگان
يا حتي سطح زمين ( وقتي شرايط جوي غيرعادي پرتو رادار را به سمت عقب و پايين خم
ميكند ) ، دريافت ميكند . اكوهاي پايا زماني توليد ميشوند كه پرتو رادار از روي
مشخصههاي زميني و ساختمانها كه معمولاً ميان فاصله 20 كيلومتري از مقر رادار قرار
دارند منعكس شود . كوهها نيز در فواصل دورتر گاهي اوقات اكوهاي پايا توليد ميكنند
. رادار يكي از ابزارهاي مهم اندازه گيري
پارامترهاي هواشناسي است كه با ارسال امواج الكترومغناطيس و دريافت بـــــازتاب آن
فضاي تحت پوشش را ميشكافد و با تجزيه و تحليل بازتاب آن ، اطلاعات جوي را بدست مي
آورد . از مزيت هاي رادار هواشناسي پيوستگي زماني و مكاني اندازه گيريهاي آن است كه
به عنوان داده هاي تكميلي در پيش بيني دقيقتر مكان و زمان وقوع پديده هاي جوي به
حساب مي آيد .
| 
