Radarová meteorologie – dopplerovské radary Petr Novák Český Hydrometeorologický ústav, oddělení radarových měření 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. Dopplerovské meteorologické radiolokátory Dopplerovské dilema Dopplerovské dilema Dopplerovské dilema •maximální jednoznačně určitelná rychlost – (z podstaty způsobu měření) • • •maximální jednoznačně určitelná vzdálenost (second-trip echo) • • ● •kombinací získáváme vztah nazývaný dopplerovské dilema • • • •není možné zároveň dosáhnout libovolně vysoké rmax a vdmax 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 s vztahující se k intenzitě turbulence Umělá data radiálních rychlostí simul00 Umělá data radiálních rychlostí simul01 Umělá data radiálních rychlostí simul03 Umělá data radiálních rychlostí simul10 Umělá data radiálních rychlostí simul02 Umělá data radiálních rychlostí simul04 Umělá data radiálních rychlostí simul05 Umělá data radiálních rychlostí fronta diver Umělá data radiálních rychlostí Pulse Storm Downbursts Umělá data radiálních rychlostí rot_cykl may3_close_1 may3_close_1 Reflectivity CL Supercell Example (3 May 99 OKC) may3_close_2 Velocity CL Supercell Example (3 May 99 OKC) > VAD - Velocity Azimuth Display Data radiálních rychlostí z konstantní vzdálenosti (konstantní výšky) jsou vyznačeny jako funkce azimutu. Horizontálně uniformní pole proudění –> funkce sinus •šum •odlehlé hodnoty •aliasing radiálních rychlostí 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 Modifikovaný VAD algorithmus •Odmítnutí rychlostí menších než definovaný práh •kontrola konzistence dat v azimutu a velikosti rychlosti = odstranění odlehlých hodnot Odmítnutí špatných dat radiálních rychlostí Odmítnutí špatných dat radiálních rychlostí ●výpočet derivací radiálních rychlostí podle azimutu – tyto derivace nejsou aliasované ●„napasování“ sinusovky do dat derivací rychlostí ●výpočet „prvního odhadu větru'' 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 De-aliasing radiálních rychlostí •„napasování“ VAD sinusovky do filtrovaných a de-aliasovaných dat radiálních rychlostí •výpočet horizontální a vertikální složky větru VAD Calculation Odmítnutí špatných dat radiálních rychlostí De-aliasing radiálních rychlostí VAD algoritmus VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display VAD Data Display 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 – VAD Data Availability