طقس

محتويات

خلال الحرب العالمية الثانية ، لاحظ مشغلو الرادار العسكريون ضوضاء في أصداء عائدة بسبب المطر والثلج والصقيع. بعد الحرب ، عاد العلماء العسكريون إلى الحياة المدنية أو استمروا في القوات المسلحة وواصلوا عملهم في تطوير استخدام لتلك الأصداء. في الولايات المتحدة ، طور ديفيد أطلس [1] في البداية لدى القوات الجوية ثم في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أول رادارات تشغيلية خاصة بالطقس. في كندا ، ج. شكّل مارشال و آر إتش دوغلاس "مجموعة الطقس العاصف" في مونتريال. [2] [3] يشتهر مارشال وطالب الدكتوراه والتر بالمر بعملهما في توزيع حجم القطرات في أمطار منتصف خط العرض التي أدت إلى فهم علاقة ZR ، والتي تربط انعكاسية رادار معينة بمعدل مياه الأمطار يسقط. في المملكة المتحدة ، استمر البحث في دراسة أنماط صدى الرادار وعناصر الطقس مثل المطر الطبقي والسحب الحملية ، وأجريت تجارب لتقييم إمكانات الأطوال الموجية المختلفة من 1 إلى 10 سنتيمترات. بحلول عام 1950 ، كانت شركة EKCO البريطانية تعرض "معدات رادار البحث السحابية والتحذير من الاصطدام" المحمولة جواً. [4]

بين عامي 1950 و 1980 ، تم دمج الرادارات الانعكاسية ، التي تقيس موقع وشدة هطول الأمطار ، بواسطة خدمات الطقس حول العالم. كان على علماء الأرصاد الجوية الأوائل مشاهدة أنبوب أشعة الكاثود. في عام 1953 ، قام دونالد ستاغز ، وهو مهندس كهربائي يعمل في هيئة مسح المياه بولاية إلينوي ، بأول رصد رادار مسجل لـ "صدى خطاف" مرتبط بعاصفة رعدية. [5]

كان أول استخدام لرادار الطقس على شاشة التلفزيون في الولايات المتحدة في سبتمبر 1961. كان الإعصار كارلا يقترب من ولاية تكساس والمراسل المحلي دان راذر الذي اشتبه في أن الإعصار كان كبيرًا للغاية ، قام برحلة إلى موقع الرادار التابع لمكتب الطقس الأمريكي WSR-57 في جالفستون من أجل الحصول على فكرة عن حجم العاصفة. أقنع موظفي المكتب بالسماح له بالبث المباشر من مكاتبهم وطلب من أخصائي الأرصاد الجوية أن يرسم له مخططًا تقريبيًا لخليج المكسيك على لوح بلاستيكي شفاف. أثناء البث ، حمل هذا التراكب الشفاف فوق شاشة الرادار بالأبيض والأسود للكمبيوتر لإعطاء جمهوره إحساسًا بحجم كارلا وموقع عين العاصفة. جعل هذا اسمًا وطنيًا ، وقد ساعد تقريره السكان الذين تم تنبيههم على قبول إجلاء ما يقدر بنحو 350 ألف شخص من قبل السلطات ، وهو أكبر إجلاء في تاريخ الولايات المتحدة في ذلك الوقت. قُتل 46 شخصًا فقط بفضل التحذير ، وتشير التقديرات إلى أن الإجلاء أنقذ عدة آلاف من الأرواح ، حيث قتل إعصار جالفستون الأصغر عام 1900 ما يقدر بنحو 6000-12000 شخص. [6]

خلال السبعينيات ، بدأ توحيد الرادارات وتنظيمها في شبكات. تم تطوير الأجهزة الأولى التي تلتقط صور الرادار. تمت زيادة عدد الزوايا الممسوحة ضوئيًا للحصول على عرض ثلاثي الأبعاد لهطول الأمطار ، بحيث يمكن إجراء المقاطع العرضية الأفقية (CAPPI) والمقاطع العرضية العمودية. كانت دراسات تنظيم العواصف الرعدية ممكنة بعد ذلك لمشروع ألبرتا حائل في كندا والمختبر الوطني للعواصف الشديدة (NSSL) في الولايات المتحدة على وجه الخصوص.

بدأ NSSL ، الذي تم إنشاؤه في عام 1964 ، بإجراء التجارب على إشارات الاستقطاب المزدوج واستخدامات تأثير دوبلر. في مايو 1973 ، دمر إعصار مدينة يونيون ، أوكلاهوما ، غرب أوكلاهوما سيتي. لأول مرة ، وثق رادار دوبلري بطول موجة 10 سم من NSSL دورة الحياة الكاملة للإعصار. [7] اكتشف الباحثون دورانًا متوسط ​​الحجم في السحابة عالياً قبل أن يلامس الإعصار الأرض - توقيع دوامة الإعصار. ساعد بحث NSSL في إقناع خدمة الطقس الوطنية بأن رادار دوبلر كان أداة تنبؤ مهمة. [7] ربما ساعد اندلاع الأعاصير الفائقة في 3-4 أبريل 1974 وتدميرها المدمر في الحصول على تمويل لمزيد من التطورات. [ بحاجة لمصدر ]

بين عامي 1980 و 2000 ، أصبحت شبكات رادار الطقس هي القاعدة في أمريكا الشمالية وأوروبا واليابان ودول متقدمة أخرى. تم استبدال الرادارات التقليدية برادارات دوبلر ، والتي بالإضافة إلى الموقع والشدة يمكنها تتبع السرعة النسبية للجسيمات في الهواء. في الولايات المتحدة ، بدأ بناء شبكة تتكون من رادارات 10 سم ، تسمى NEXRAD أو WSR-88D (Weather Surveillance Radar 1988 Doppler) ، في عام 1988 بعد بحث NSSL. [7] [8] في كندا ، أنشأت وزارة البيئة الكندية محطة كينج سيتي ، [9] باستخدام رادار دوبلر بحثي بطول 5 سم ، بحلول عام 1985 قامت جامعة ماكجيل بدوبلر رادارها (مرصد جيه إس مارشال للرادار) في عام 1993. وقد أدى ذلك إلى إنشاء كندي كامل. شبكة دوبلر [10] بين عامي 1998 و 2004. تحولت فرنسا ودول أوروبية أخرى إلى شبكات دوبلر في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. وفي الوقت نفسه ، أدت التطورات السريعة في تكنولوجيا الكمبيوتر إلى خوارزميات للكشف عن علامات الطقس القاسي ، والعديد من التطبيقات لوسائل الإعلام والباحثين.

بعد عام 2000 ، انتقل البحث حول تقنية الاستقطاب المزدوج إلى الاستخدام التشغيلي ، مما أدى إلى زيادة كمية المعلومات المتاحة عن نوع هطول الأمطار (مثل المطر مقابل الثلج). يعني "الاستقطاب المزدوج" أن إشعاع الميكروويف المستقطب أفقيًا وعموديًا (بالنسبة إلى الأرض) ينبعث. تم النشر على نطاق واسع بحلول نهاية العقد أو بداية العقد التالي في بعض البلدان مثل الولايات المتحدة وفرنسا [11] وكندا. في أبريل 2013 ، كانت جميع NEXRADs للخدمات الجوية الوطنية للولايات المتحدة ثنائية الاستقطاب تمامًا. [12]

منذ عام 2003 ، تقوم الإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي بتجربة الرادار ذي الصفيف المرحلي كبديل للهوائي المكافئ التقليدي لتوفير مزيد من الدقة الزمنية في سبر الغلاف الجوي. قد يكون هذا مهمًا مع العواصف الرعدية الشديدة ، حيث يمكن تقييم تطورها بشكل أفضل باستخدام بيانات في الوقت المناسب.

في عام 2003 أيضًا ، أنشأت المؤسسة الوطنية للعلوم مركز الأبحاث الهندسية للاستشعار التعاوني التكيفي للغلاف الجوي (CASA) ، وهو تعاون متعدد التخصصات ومتعدد الجامعات من المهندسين وعلماء الكمبيوتر وعلماء الأرصاد الجوية وعلماء الاجتماع لإجراء البحوث الأساسية وتطوير التكنولوجيا التمكينية ، ونشر أنظمة هندسية أولية مصممة لزيادة أنظمة الرادار الحالية عن طريق أخذ عينات من طبقة التروبوسفير السفلى ذات العينات المنخفضة عمومًا باستخدام رادارات غير مكلفة وسريعة المسح واستقطاب مزدوج ورادارات ممسوحة ضوئيًا ومصفوفة مرحلية.

إرسال نبضات الرادار تحرير

ترسل رادارات الطقس نبضات اتجاهية من إشعاع الميكروويف ، في حدود ميكروثانية طويلة ، باستخدام مغنطرون تجويفي أو أنبوب كليسترون متصل بواسطة دليل موجي بهوائي مكافئ. الأطوال الموجية من 1 - 10 سم هي حوالي عشرة أضعاف قطر القطرات أو جسيمات الجليد ذات الأهمية ، لأن انتثار رايلي يحدث عند هذه الترددات. هذا يعني أن جزءًا من طاقة كل نبضة سيرتد عن هذه الجسيمات الصغيرة ، في اتجاه محطة الرادار. [13]

تعد الأطوال الموجية الأقصر مفيدة للجسيمات الأصغر ، ولكن يتم تخفيف الإشارة بسرعة أكبر. وبالتالي يفضل استخدام رادار مقاس 10 سم (نطاق S) ولكنه أغلى من نظام النطاق C 5 سم. يستخدم رادار النطاق X 3 سم فقط للوحدات قصيرة المدى ، ويستخدم رادار الطقس Ka-band 1 سم فقط للبحث عن ظواهر الجسيمات الصغيرة مثل الرذاذ والضباب. [13] شهدت أنظمة رادار الطقس في النطاق W استخدامًا جامعيًا محدودًا ، ولكن نظرًا للتوهين الأسرع ، فإن معظم البيانات لا تعمل.

تنتشر نبضات الرادار وهي تبتعد عن محطة الرادار. وبالتالي ، فإن حجم الهواء الذي تجتازه نبضة الرادار يكون أكبر بالنسبة للمناطق البعيدة عن المحطة ، وأصغر بالنسبة للمناطق المجاورة ، مما يقلل الاستبانة على مسافات بعيدة. في نهاية نطاق سبر يتراوح من 150 إلى 200 كيلومتر ، قد يكون حجم الهواء الممسوح ضوئيًا بواسطة نبضة واحدة في حدود كيلومتر مكعب. هذا يسمى حجم النبض. [14]

الاستماع لإشارات العودة تحرير

بين كل نبضة ، تعمل محطة الرادار كمستقبل حيث تستمع لإشارات العودة من الجسيمات في الهواء. مدة دورة "الاستماع" هي في حدود ميلي ثانية ، وهي أطول ألف مرة من مدة النبض. يتم تحديد طول هذه المرحلة من خلال الحاجة إلى إشعاع الميكروويف (الذي ينتقل بسرعة الضوء) للانتشار من الكاشف إلى هدف الطقس والعودة مرة أخرى ، مسافة يمكن أن تصل إلى عدة مئات من الكيلومترات. يتم حساب المسافة الأفقية من المحطة إلى الهدف ببساطة من مقدار الوقت المنقضي من بدء النبضة إلى اكتشاف إشارة العودة. يتم تحويل الوقت إلى مسافة بضربه في سرعة الضوء في الهواء:

أين ج = 299،792.458 km / s هي سرعة الضوء ، و ن ≈ 1.0003 هو معامل انكسار الهواء. [15]

إذا تم إصدار النبضات بشكل متكرر ، فسيتم الخلط بين العوائد من نبضة واحدة والعوائد من النبضات السابقة ، مما يؤدي إلى حسابات المسافة غير الصحيحة.

تحديد الارتفاع تحرير

نظرًا لأن الأرض مستديرة ، فإن حزمة الرادار في الفراغ سترتفع وفقًا لانحناء الأرض العكسي. ومع ذلك ، فإن الغلاف الجوي له معامل انكسار يتضاءل مع الارتفاع بسبب كثافته المتناقصة. يؤدي هذا إلى انحناء شعاع الرادار قليلاً نحو الأرض ، وفي حالة الغلاف الجوي القياسي ، فإن هذا يعادل اعتبار أن انحناء الحزمة يساوي 4/3 الانحناء الفعلي للأرض. اعتمادًا على زاوية ارتفاع الهوائي واعتبارات أخرى ، يمكن استخدام الصيغة التالية لحساب ارتفاع الهدف فوق الأرض: [16]

ص = مسافة الرادار - الهدف ، ك_ه = 4/3, أ_ه = نصف قطر الأرض ، θ_ه = زاوية الارتفاع فوق أفق الرادار ، ح_أ = ارتفاع بوق التغذية فوق الأرض.

تستخدم شبكة رادار الطقس سلسلة من الزوايا النموذجية التي سيتم ضبطها وفقًا للاحتياجات. بعد كل دوران للمسح ، يتم تغيير ارتفاع الهوائي من أجل السبر التالي. سيتكرر هذا السيناريو على عدة زوايا لمسح كل حجم الهواء حول الرادار ضمن النطاق الأقصى. عادة ، تكتمل استراتيجية المسح هذه في غضون 5 إلى 10 دقائق للحصول على بيانات في نطاق 15 كم فوق سطح الأرض ومسافة 250 كم من الرادار. على سبيل المثال في كندا ، تستخدم رادارات الطقس التي يبلغ ارتفاعها 5 سم زوايا تتراوح من 0.3 إلى 25 درجة. تُظهر الصورة على اليمين الحجم الممسوح ضوئيًا عند استخدام زوايا متعددة.

نظرًا لانحناء الأرض وتغير مؤشر الانكسار مع الارتفاع ، لا يمكن للرادار "الرؤية" تحت الارتفاع فوق الأرض للزاوية الدنيا (الموضحة باللون الأخضر) أو أقرب إلى الرادار من الزاوية القصوى (كما هو موضح على شكل مخروط أحمر في المركز). [17]

معايرة شدة العائد تحرير

نظرًا لأن الأهداف ليست فريدة في كل مجلد ، يجب تطوير معادلة الرادار بما يتجاوز المعادلة الأساسية. بافتراض رادار أحادي حيث G t = A r (o r G r) = G = أ_( mathrm ، ز_) = G>: [13] [18]

في هذه الحالة ، علينا إضافة المقاطع العرضية لجميع الأهداف: [19]

في الجمع بين المعادلتين:

تحرير الانعكاسية

يتم تحليل أصداء العودة من الأهداف ("الانعكاسية") لكثافتها لتحديد معدل هطول الأمطار في الحجم الممسوح. تضمن الأطوال الموجية المستخدمة (1-10 سم) أن هذا العائد يتناسب مع المعدل لأنها تقع ضمن صلاحية تشتت رايلي الذي ينص على أن الأهداف يجب أن تكون أصغر بكثير من الطول الموجي لموجة المسح (بمعامل 10) .

الانعكاسية التي يدركها الرادار (Z_ه) حسب القوة السادسة لقطر قطرات المطر (D) ، ومربع ثابت العزل الكهربائي (K) للأهداف وتوزيع حجم القطرة (على سبيل المثال N [D] من مارشال بالمر) من القطرات. هذا يعطي دالة غاما مقطوعة ، [20] بالشكل:

معدل الترسيب (R) ، من ناحية أخرى ، يساوي عدد الجسيمات وحجمها وسرعة سقوطها (v [D]) على النحو التالي:

هكذا Z_ه و R لهما وظائف متشابهة يمكن حلها بإعطاء علاقة بين الاثنين من النموذج المسمى علاقة Z-R:

حيث يعتمد أ و ب على نوع هطول الأمطار (الثلج ، المطر ، الحمل الحراري أو الطبقي) ، الذي يختلف Λ ، K ، N₀ و v.

• عندما يقوم الهوائي بمسح الغلاف الجوي ، فإنه يحصل في كل زاوية من السمت على قوة عودة معينة من كل نوع من الأهداف التي يتم مواجهتها. ثم يتم حساب متوسط ​​الانعكاسية لهذا الهدف للحصول على مجموعة بيانات أفضل.
• نظرًا لأن التباين في القطر وثابت العزل الكهربائي للأهداف يمكن أن يؤدي إلى تباين كبير في عودة القدرة إلى الرادار ، يتم التعبير عن الانعكاسية بوحدة dBZ (10 أضعاف لوغاريتم نسبة الصدى إلى قطر قياسي 1 مم يملأ نفس الحجم الممسوح ضوئيًا ).

كيف تقرأ الانعكاس على شاشة الرادار تحرير

عادةً ما يتم وصف عمليات إرجاع الرادار حسب اللون أو المستوى.تتراوح الألوان في صورة الرادار عادةً من الأزرق أو الأخضر لإرجاع ضعيف ، إلى الأحمر أو الأرجواني للحصول على عوائد قوية جدًا. تزداد الأرقام الواردة في التقرير الشفهي مع خطورة عمليات الإعادة. على سبيل المثال ، تستخدم مواقع الرادار الوطنية الأمريكية NEXRAD المقياس التالي لمستويات مختلفة من الانعكاسية: [21]

• أرجواني: 65 ديسيبل (هطول غزير للغاية ، & GT. 16 بوصة (410 ملم) في الساعة ، ولكن من المحتمل أن يكون البرد)
• الأحمر: 50 ديسيبل (هطول غزير 2 بوصة (51 ملم) في الساعة)
• الأصفر: 35 ديسيبل (هطول معتدل 0.25 بوصة (6.4 ملم) في الساعة)
• أخضر: 20 ديسيبل (هطول خفيف).

قد تشير العوائد القوية (الأحمر أو الأرجواني) ليس فقط إلى هطول أمطار غزيرة ولكن أيضًا إلى العواصف الرعدية أو البرد أو الرياح القوية أو الأعاصير ، ولكن يجب تفسيرها بعناية ، للأسباب الموضحة أدناه.

تحرير اتفاقيات الطيران

عند وصف عودة رادار الطقس ، يشير الطيارون والمرسلون ومراقبو الحركة الجوية إلى ثلاثة مستويات عودة: [22]

• المستوى 1 يتوافق مع عودة الرادار الأخضر ، مما يشير عادةً إلى هطول خفيف وقليل من الاضطراب أو انعدامه ، مما يؤدي إلى احتمال انخفاض الرؤية.
• المستوي 2 يتوافق مع عودة الرادار الصفراء ، مما يشير إلى هطول معتدل ، مما يؤدي إلى احتمال انخفاض الرؤية للغاية والاضطراب المعتدل وركوب غير مريح لركاب الطائرة.
• مستوى 3 يتوافق مع عودة الرادار الأحمر ، مما يشير إلى هطول أمطار غزيرة ، مما يؤدي إلى احتمال حدوث عواصف رعدية واضطراب شديد وأضرار هيكلية للطائرة.

ستحاول الطائرات تجنب عودة المستوى 2 عندما يكون ذلك ممكنًا ، وستتجنب دائمًا المستوى 3 ما لم تكن طائرات بحث مصممة خصيصًا.

أنواع هطول الأمطار تحرير

تُظهر بعض العروض التي تقدمها منافذ التلفزيون التجارية (المحلية والوطنية) ومواقع الطقس ، مثل The Weather Channel و AccuWeather ، أنواع هطول الأمطار خلال أشهر الشتاء: المطر والثلج والأمطار المختلطة (المطر المتجمد والمطر المتجمد). هذا ليس تحليلًا لبيانات الرادار نفسها ، ولكنه معالجة لاحقة تم إجراؤها بمصادر بيانات أخرى ، والتقارير الأولية هي التقارير السطحية (METAR). [23]

فوق المنطقة التي تغطيها أصداء الرادار ، يقوم البرنامج بتعيين نوع هطول الأمطار وفقًا لدرجة حرارة السطح ونقطة الندى المبلغ عنها في محطات الطقس الأساسية. أنواع هطول الأمطار التي يتم الإبلاغ عنها بواسطة المحطات التي يديرها الإنسان وبعض الأنواع الأوتوماتيكية (AWOS) سيكون لها وزن أعلى. [24] ثم يقوم البرنامج بعمل استيفاءات لإنتاج صورة ذات مناطق محددة. وسيشمل ذلك أخطاء الاستيفاء بسبب الحساب. كما ستضيع الاختلافات المتوسطة في مناطق هطول الأمطار. [23] تستخدم البرامج الأكثر تعقيدًا ناتج التنبؤ العددي بالطقس من النماذج ، مثل NAM و WRF ، لأنواع هطول الأمطار وتطبيقها كتخمين أولي لصدى الرادار ، ثم استخدام البيانات السطحية للإخراج النهائي.

إلى أن تتوافر بيانات الاستقطاب المزدوج (قسم الاستقطاب أدناه) على نطاق واسع ، فإن أي أنواع لهطول الأمطار على صور الرادار هي معلومات غير مباشرة فقط ويجب أخذها بعناية.

تحرير السرعة

تم العثور على هطول الأمطار في وتحت السحب. يخضع هطول الضوء مثل القطرات والرقائق للتيارات الهوائية ، ويمكن لرادار المسح أن يلتقط المكون الأفقي لهذه الحركة ، مما يتيح إمكانية تقدير سرعة الرياح واتجاهها حيث يوجد هطول الأمطار.

تسبب حركة الهدف بالنسبة لمحطة الرادار تغييراً في التردد المنعكس لنبضة الرادار ، بسبب تأثير دوبلر. مع سرعات أقل من 70 مترًا / ثانية لصدى الطقس وطول موجة الرادار 10 سم ، فإن هذا يرقى إلى تغيير 0.1 جزء في المليون فقط. هذا الاختلاف صغير جدًا بحيث لا يمكن ملاحظته بواسطة الأدوات الإلكترونية. ومع ذلك ، نظرًا لأن الأهداف تتحرك قليلاً بين كل نبضة ، فإن الموجة العائدة لها فرق طور ملحوظ أو مرحلة التحول من النبض إلى النبض.

نبض الزوج تحرير

تستخدم رادارات الطقس الدوبلر فرق الطور هذا (اختلاف زوج النبضة) لحساب حركة الهواطل. شدة النبض العائد على التوالي من نفس الحجم الممسوح حيث تتحرك الأهداف قليلاً هي: [13]

معضلة دوبلر تحرير

وهذا ما يسمى سرعة نيكويست. يعتمد هذا عكسياً على الوقت بين النبضات المتتالية: فكلما كان الفاصل الزمني أصغر ، زاد نطاق السرعة الذي لا لبس فيه. ومع ذلك ، نحن نعلم أن الحد الأقصى للمدى من الانعكاسية يتناسب طرديًا مع Δ t < displaystyle Delta t>:

يصبح الاختيار زيادة النطاق من الانعكاس على حساب نطاق السرعة ، أو زيادة الأخير على حساب النطاق من الانعكاسية. بشكل عام ، النطاق المفيد هو 100-150 كم للانعكاس. هذا يعني أنه بالنسبة لطول موجي يبلغ 5 سم (كما هو موضح في الرسم البياني) ، يتم إنتاج نطاق سرعة لا لبس فيه من 12.5 إلى 18.75 متر / ثانية (لمسافة 150 كم و 100 كم على التوالي). بالنسبة لرادار مقاس 10 سم مثل NEXRAD ، [13] سيتم مضاعفة نطاق السرعة الذي لا لبس فيه.

تسمح بعض التقنيات التي تستخدم اثنين من ترددات تكرار النبضات المتناوبة (PRF) بنطاق دوبلر أكبر. يمكن أن تكون السرعات الملحوظة مع معدل النبض الأول مساوية أو مختلفة مع السرعة الثانية. على سبيل المثال ، إذا كانت السرعة القصوى بمعدل معين هي 10 متر / ثانية والأخرى ذات المعدل الآخر هي 15 مترًا / ثانية. ستكون البيانات القادمة من كليهما هي نفسها حتى 10 م / ث ، وستختلف بعد ذلك. من الممكن بعد ذلك العثور على علاقة رياضية بين العوائد وحساب السرعة الحقيقية وراء حدود كلا من PRFs.

تحرير تفسير دوبلر

في عاصفة مطرية منتظمة تتحرك باتجاه الشرق ، فإن حزمة الرادار الموجهة إلى الغرب "ستشاهد" قطرات المطر تتحرك باتجاه نفسها ، بينما "ستشاهد" الحزمة التي تشير إلى الشرق القطرات تتحرك بعيدًا. عندما يمسح الشعاع إلى الشمال أو الجنوب ، لا يلاحظ أي حركة نسبية. [13]

التحرير السينوبتيكي

في تفسير المقياس السينوبتيكي ، يمكن للمستخدم استخراج الرياح على مستويات مختلفة فوق منطقة تغطية الرادار. نظرًا لأن الشعاع يمسح 360 درجة حول الرادار ، ستأتي البيانات من كل تلك الزوايا وتكون الإسقاط الشعاعي للرياح الفعلية على الزاوية الفردية. يمكن تمثيل نمط الشدة الناتج عن هذا المسح من خلال منحنى جيب التمام (الحد الأقصى في حركة الترسيب والصفر في الاتجاه العمودي). يمكن للمرء بعد ذلك حساب اتجاه وقوة حركة الجسيمات طالما أن هناك تغطية كافية على شاشة الرادار.

ومع ذلك ، فإن قطرات المطر تتساقط. نظرًا لأن الرادار لا يرى سوى المكون الشعاعي وله ارتفاع معين عن الأرض ، فإن السرعات الشعاعية تتلوث بجزء من سرعة السقوط. هذا المكون لا يكاد يذكر في زوايا الارتفاع الصغيرة ، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار لزوايا المسح الأعلى. [13]

مقياس الميزو تحرير

في بيانات السرعة ، يمكن أن تكون هناك مناطق أصغر في تغطية الرادار حيث تختلف الرياح عن تلك المذكورة أعلاه. على سبيل المثال ، تعتبر العاصفة الرعدية ظاهرة متوسطة الحجم تتضمن غالبًا دوران واضطراب. قد تغطي هذه فقط بضعة كيلومترات مربعة ولكنها مرئية من خلال الاختلافات في السرعة الشعاعية. يمكن للمستخدمين التعرف على أنماط السرعة في الريح المرتبطة بالدوران ، مثل الميزوسيكلون ، والتقارب (حدود التدفق الخارجي) والتباعد (الانفجار الهابط).

تحرير الاستقطاب

تميل قطرات الماء السائل المتساقط إلى أن يكون لها محور أفقي أكبر بسبب معامل سحب الهواء أثناء السقوط (قطرات الماء). يؤدي هذا إلى توجيه ثنائي أقطاب جزيء الماء في هذا الاتجاه ، بحيث تكون حزم الرادار ، بشكل عام ، مستقطبة أفقيًا من أجل استقبال انعكاس الإشارة الأقصى.

إذا تم إرسال نبضتين في وقت واحد مع الاستقطاب المتعامد (الرأسي والأفقي ، ض_الخامس و ض_ح على التوالي) ، سيتم استلام مجموعتين مستقلتين من البيانات. يمكن مقارنة هذه الإشارات بعدة طرق مفيدة: [25] [26]

• الانعكاس التفاضلي (ض_{الدكتور}) - الانعكاسية التفاضلية تتناسب مع نسبة عوائد القدرة الأفقية والعمودية المنعكسة ض_ح / ض_الخامس. من بين أشياء أخرى ، يعد مؤشرًا جيدًا لشكل القطرة. يمكن أن توفر الانعكاسية التفاضلية أيضًا تقديرًا لمتوسط ​​حجم القطرات ، نظرًا لأن القطرات الأكبر عرضة للتشوه بفعل القوى الديناميكية الهوائية أكثر من القطرات الأصغر (أي ، من المرجح أن تصبح القطرات الأكبر "على شكل كعكة همبرغر") لأنها تسقط من خلال هواء.
• معامل الارتباط (ρ_hv) - ارتباط إحصائي بين عوائد القدرة الأفقية والرأسية المنعكسة. تشير القيم المرتفعة ، القريبة من واحد ، إلى أنواع هطول الأمطار المتجانسة ، بينما تشير القيم المنخفضة إلى مناطق من أنواع هطول الأمطار المختلطة ، مثل المطر والثلج ، أو البرد ، أو في الحالات القصوى الحطام عالياً ، وعادةً ما يتزامن مع توقيع دوامة الإعصار.
• نسبة إزالة الاستقطاب الخطي (LDR) - هي نسبة القدرة الرأسية العائدة من نبضة أفقية أو قوة أفقية عائدة من نبضة رأسية. يمكن أن يشير أيضًا إلى المناطق التي يوجد بها مزيج من أنواع هطول الأمطار.
• المرحلة التفاضلية ( Φ د * > ) - المرحلة التفاضلية هي مقارنة لفرق الطور المرتجع بين النبضات الأفقية والنبضات الرأسية. يحدث هذا التغيير في الطور بسبب الاختلاف في عدد دورات الموجة (أو أطوال الموجات) على طول مسار الانتشار للموجات المستقطبة الأفقية والعمودية. لا ينبغي الخلط بينه وبين انزياح تردد دوبلر ، الناجم عن حركة السحابة وجسيمات الترسيب. على عكس الانعكاسية التفاضلية ومعامل الارتباط ونسبة الاستقطاب الخطي ، والتي تعتمد جميعها على القدرة المنعكسة ، فإن المرحلة التفاضلية هي "تأثير انتشار". إنه مقدر جيد جدًا لمعدل المطر ولا يتأثر بالتوهين. نطاق مشتق من المرحلة التفاضلية (مرحلة تفاضلية محددة ، ك_{موانئ دبي}) لتحديد مناطق هطول الأمطار / التوهين الشديد.

مع مزيد من المعلومات حول شكل الجسيمات ، يمكن لرادارات الاستقطاب المزدوج أن تميز بسهولة الحطام المحمول جواً من الهطول ، مما يسهل تحديد موقع الأعاصير. [27]

مع إضافة هذه المعرفة الجديدة إلى الانعكاسية والسرعة وعرض الطيف التي تنتجها رادارات الطقس الدوبلرية ، يعمل الباحثون على تطوير خوارزميات للتمييز بين أنواع هطول الأمطار والأهداف غير الجوية ، ولإنتاج تقديرات أفضل لتراكم هطول الأمطار. [25] [28] [29] في الولايات المتحدة ، كان كل من NCAR و NSSL رائدين عالميين في هذا المجال. [25] [30]

أنشأت NOAA نشرًا اختباريًا للرادار ثنائي القطب في NSSL وزودت جميع رادارات NEXRAD ذات 10 سم باستقطاب مزدوج ، والتي اكتملت في أبريل 2013. [12] في عام 2004 ، تم تجهيز رادار أرمور للطقس دوبلر في هنتسفيل ، ألاباما جهاز استقبال SIGMET المثبت على الهوائي ، مما يمنح المشغل إمكانات ثنائية القطبية. قام مرصد جامعة ماكجيل J. S. Marshall Radar في مونتريال ، كندا بتحويل أجهزته (1999) [31] وتستخدم البيانات تشغيليًا من قبل وزارة البيئة الكندية في مونتريال. [32] رادار آخر تابع لوزارة البيئة الكندية ، في كينج سيتي (شمال تورنتو) ، كان ثنائي الاستقطاب في عام 2005 [33] ويستخدم طول موجي 5 سم ، والذي يعاني من توهين أكبر. [٣٤] تعمل وزارة البيئة الكندية على تحويل جميع الرادارات الخاصة بها إلى ثنائي الاستقطاب. [35] تخطط شركة Météo-France لدمج رادار دوبلر ثنائي الاستقطاب في تغطية شبكتها. [36]

يتم عرض جميع البيانات من عمليات المسح بالرادار وفقًا لاحتياجات المستخدمين. تم تطوير مخرجات مختلفة عبر الزمن للوصول إلى هذا. فيما يلي قائمة بالمخرجات الشائعة والمتخصصة المتاحة.

تعديل مؤشر موقف الخطة

نظرًا لأنه يتم الحصول على البيانات بزاوية واحدة في كل مرة ، فإن الطريقة الأولى لعرضها كانت مؤشر موضع الخطة (PPI) وهو مجرد تخطيط لعودة الرادار على صورة ثنائية الأبعاد. على المرء أن يتذكر أن البيانات القادمة من مسافات مختلفة إلى الرادار تقع على ارتفاعات مختلفة فوق سطح الأرض.

هذا مهم للغاية حيث أن معدل هطول الأمطار المرتفع بالقرب من الرادار قريب نسبيًا مما يصل إلى الأرض ، لكن ما يُرى من على بعد 160 كيلومترًا هو حوالي 1.5 كيلومتر فوق سطح الأرض ويمكن أن يكون مختلفًا كثيرًا عن الكمية التي تصل إلى السطح. وبالتالي ، من الصعب مقارنة أصداء الطقس على مسافات مختلفة من الرادار.

تُصاب مثبطات مضخة البروتون بأصداء أرضية بالقرب من الرادار كمشكلة تكميلية. يمكن أن يساء تفسيرها على أنها أصداء حقيقية. لذلك تم تطوير منتجات أخرى ومعالجات أخرى للبيانات لاستكمال أوجه القصور هذه.

الاستعمال: يمكن أن تستخدم بيانات الانعكاسية والدوبلر والقياسية القطبية PPI.

في حالة بيانات دوبلر ، هناك وجهتي نظر ممكنتين: نسبة إلى السطح أو العاصفة. عند النظر إلى الحركة العامة للمطر لاستخراج الرياح على ارتفاعات مختلفة ، فمن الأفضل استخدام البيانات المتعلقة بالرادار. ولكن عند البحث عن الدوران أو قص الرياح تحت عاصفة رعدية ، فمن الأفضل استخدام الصور النسبية للعاصفة التي تطرح الحركة العامة لهطول الأمطار مما يترك المستخدم يرى حركة الهواء كما لو كان جالسًا على السحابة.

مؤشر موضع خطة الارتفاع الثابت تحرير

لتجنب بعض المشاكل في PPIs ، تم تطوير مؤشر موضع خطة الارتفاع الثابت (CAPPI) من قبل باحثين كنديين. إنه في الأساس مقطع عرضي أفقي من خلال بيانات الرادار. بهذه الطريقة ، يمكن للمرء مقارنة هطول الأمطار على قدم المساواة على مسافة مختلفة من الرادار وتجنب صدى الأرض. على الرغم من أن البيانات مأخوذة على ارتفاع معين فوق الأرض ، يمكن استنتاج علاقة بين تقارير المحطات الأرضية وبيانات الرادار.

تستدعي CAPPI عددًا كبيرًا من الزوايا من قرب الأفقي إلى القريب من عمودي الرادار للحصول على قطع أقرب ما يمكن إلى الارتفاع المطلوب. حتى مع ذلك ، بعد مسافة معينة ، لا توجد أي زاوية متاحة ويصبح CAPPI هو PPI من أدنى زاوية. يُظهر الخط المتعرج على الرسم البياني للزوايا أعلاه البيانات المستخدمة لإنتاج أجهزة CAPPI بارتفاع 1.5 كم و 4 كم. لاحظ أن المقطع بعد 120 كم يستخدم نفس البيانات.

نظرًا لأن CAPPI يستخدم أقرب زاوية للارتفاع المطلوب عند كل نقطة من الرادار ، يمكن أن تنشأ البيانات من ارتفاعات مختلفة قليلاً ، كما يظهر في الصورة ، في نقاط مختلفة من تغطية الرادار. لذلك من الضروري أن يكون لديك عدد كبير بما يكفي من زوايا السبر لتقليل هذا التغيير في الارتفاع. علاوة على ذلك ، يجب أن يتغير نوع البيانات تدريجيًا نسبيًا مع الارتفاع لإنتاج صورة غير مزعجة.

نظرًا لكون بيانات الانعكاسية سلسة نسبيًا مع الارتفاع ، يتم استخدام CAPPI في الغالب لعرضها. من ناحية أخرى ، يمكن أن تتغير بيانات السرعة بسرعة في الاتجاه مع الارتفاع ولا تكون مؤشرات CAPPI شائعة. يبدو أن جامعة McGill هي الوحيدة التي تنتج بانتظام Doppler CAPPIs مع 24 زاوية متوفرة على الرادار الخاص بهم. [37] ومع ذلك ، فقد نشر بعض الباحثين أوراقًا باستخدام سرعة CAPPI لدراسة الأعاصير المدارية وتطوير منتجات NEXRAD. [38] أخيرًا ، بيانات قياس الاستقطاب حديثة وغالبًا ما تكون صاخبة. لا يبدو أن هناك استخدامًا منتظمًا لـ CAPPI لهم على الرغم من أن سيجمت تقدم الشركة برنامجًا قادرًا على إنتاج تلك الأنواع من الصور. [39]

تحرير مركب عمودي

حل آخر لمشكلات PPI هو إنتاج صور بأقصى انعكاس في طبقة فوق الأرض. عادة ما يتم أخذ هذا الحل عندما يكون عدد الزوايا المتاحة صغيرًا أو متغيرًا. تستخدم خدمة الطقس الوطنية الأمريكية مثل هذا المركب حيث يمكن أن يختلف مخطط المسح الخاص بهم من 4 إلى 14 زاوية ، وفقًا لاحتياجاتهم ، مما يجعل CAPPI خشنًا للغاية. يضمن المركب عدم فقدان صدى قوي في الطبقة وأن المعالجة باستخدام سرعات دوبلر تقضي على صدى الأرض. بمقارنة المنتجات الأساسية والمركبة ، يمكن للمرء تحديد مناطق virga و updrafts.

تراكمات تحرير

استخدام آخر مهم لبيانات الرادار هو القدرة على تقييم كمية هطول الأمطار التي سقطت على الأحواض الكبيرة ، لاستخدامها في الحسابات الهيدرولوجية ، فهذه البيانات مفيدة في التحكم في الفيضانات وإدارة الصرف الصحي وبناء السدود. يمكن استخدام البيانات المحسوبة من طقس الرادار بالاقتران مع البيانات الواردة من المحطات الأرضية.

لإنتاج تراكمات الرادار ، يتعين علينا تقدير معدل المطر على نقطة ما بمتوسط ​​القيمة فوق تلك النقطة بين PPI واحد ، أو CAPPI ، ثم الضرب في الوقت التالي بين تلك الصور. إذا أراد المرء فترة زمنية أطول ، فيجب على المرء أن يجمع كل التراكمات من الصور خلال ذلك الوقت.

إيكوتوبس تحرير

يعد الطيران مستخدمًا كثيفًا لبيانات الرادار. إحدى الخرائط ذات الأهمية الخاصة في هذا المجال هي Echotops لتخطيط الطيران وتجنب الطقس الخطير. تقوم معظم رادارات الطقس في البلاد بمسح زوايا كافية للحصول على مجموعة ثلاثية الأبعاد من البيانات فوق منطقة التغطية. من السهل نسبيًا تقدير الارتفاع الأقصى الذي يوجد به هطول الأمطار داخل الحجم. ومع ذلك ، فهذه ليست قمم السحب لأنها تمتد دائمًا فوق هطول الأمطار.

تحرير المقاطع العرضية العمودية

لمعرفة البنية الرأسية للسحب ، ولا سيما العواصف الرعدية أو مستوى طبقة الانصهار ، يتوفر منتج المقطع العرضي الرأسي لبيانات الرادار. يتم ذلك من خلال عرض البيانات فقط على طول الخط ، من الإحداثيات A إلى B ، المأخوذة من الزوايا المختلفة الممسوحة ضوئيًا.

تعديل مؤشر ارتفاع النطاق

عندما يقوم رادار الطقس بالمسح في اتجاه واحد عموديًا ، فإنه يحصل على بيانات عالية الدقة على طول قطع رأسي للغلاف الجوي. ناتج هذا السبر يسمى مؤشر ارتفاع النطاق (RHI) وهو ممتاز لعرض الهيكل الرأسي التفصيلي للعاصفة. هذا يختلف عن المقطع العرضي العمودي المذكور أعلاه من خلال حقيقة أن الرادار يقوم بقطع رأسي على طول اتجاهات محددة ولا يمسح 360 درجة بأكملها حول الموقع. هذا النوع من السبر والمنتج متاحان فقط على رادارات البحث.

شبكات الرادار تحرير

على مدى العقود القليلة الماضية ، تم توسيع شبكات الرادار للسماح بإنتاج صور مركبة تغطي مناطق واسعة. على سبيل المثال ، تنتج العديد من البلدان ، بما في ذلك الولايات المتحدة وكندا وجزء كبير من أوروبا ، صورًا تتضمن جميع أجهزة الرادار الخاصة بها. وهذا ليس بالأمر الهين.

في الواقع ، يمكن أن تتكون هذه الشبكة من أنواع مختلفة من الرادار بخصائص مختلفة مثل عرض الحزمة وطول الموجة والمعايرة. يجب أن تؤخذ هذه الاختلافات في الاعتبار عند مطابقة البيانات عبر الشبكة ، لا سيما لتحديد البيانات التي يجب استخدامها عندما يغطي راداران نفس النقطة. إذا استخدم المرء صدى أقوى ولكنه يأتي من رادار أبعد ، يستخدم المرء عوائد تأتي من ارتفاع أعلى قادمة من المطر أو الثلج الذي قد يتبخر قبل الوصول إلى الأرض (فيرغا). إذا استخدم المرء بيانات من الرادار الأقرب ، فقد يكون مرهقًا خلال عاصفة رعدية. يتم عمل الصور المركبة للأمطار باستخدام شبكة من الرادارات مع وضع كل هذه القيود في الاعتبار.

تحرير الخوارزميات التلقائية

لمساعدة علماء الأرصاد الجوية على اكتشاف الطقس الخطير ، تم إدخال خوارزميات رياضية في برامج معالجة رادار الطقس. هذه مهمة بشكل خاص في تحليل بيانات سرعة دوبلر لأنها أكثر تعقيدًا. سوف تحتاج بيانات الاستقطاب إلى المزيد من الخوارزميات.

الخوارزميات الرئيسية للانعكاسية: [13]

(VIL) هو تقدير للكتلة الكلية لهطول الأمطار في السحب.
• كثافة VIL هو VIL مقسومًا على ارتفاع قمة السحابة. إنه دليل على احتمال وجود بَرَد كبير في العواصف الرعدية.
• عاصفة رياح محتملة، والتي يمكن أن تقدر الرياح تحت سحابة (هبوط) باستخدام VIL وارتفاع echotops (الرادار المقدر أعلى السحابة) لخلية عاصفة معينة. الخوارزميات التي تقدر وجود البَرَد وحجمه المحتمل.

الخوارزميات الرئيسية لسرعات دوبلر: [13]

الكشف: يتم تشغيله عن طريق تغيير السرعة على مساحة دائرية صغيرة. تبحث الخوارزمية عن "صدرة ضيقة"سرعات واردة / صادرة بخط الصفر للسرعات ، بين الاثنين ، على امتداد خط شعاعي من الرادار. عادة يجب العثور على اكتشاف الميزوكلون على اثنين أو أكثر من إمالة الحزمة المتدرجة المكدسة لتكون ذات دلالة على الدوران في سحابة عاصفة رعدية.
• تعد خوارزمية TVS أو Tornado Vortex Signature في الأساس عبارة عن mesocyclone مع عتبة سرعة كبيرة توجد من خلال العديد من زوايا المسح. تُستخدم هذه الخوارزمية في NEXRAD للإشارة إلى إمكانية تكوين إعصار. في مستويات منخفضة. تكتشف هذه الخوارزمية تباين سرعات الرياح من نقطة إلى نقطة في البيانات وتبحث عن ملف صدرة ضيقة السرعات الواردة والصادرة بخط الصفر عمودي لشعاع الرادار. يرتبط قص الرياح بالهبوط النازل ، (انفجار هائل واندفاع صغير) ، وجبهات عاصفة واضطراب تحت العواصف الرعدية.
• ملف تعريف الرياح VAD (VWP) عبارة عن شاشة تقوم بتقدير اتجاه وسرعة الرياح الأفقية عند مستويات عليا مختلفة من الغلاف الجوي ، باستخدام التقنية الموضحة في قسم دوبلر.

تحرير الرسوم المتحركة

يمكن أن تُظهر الرسوم المتحركة لمنتجات الرادار تطور أنماط الانعكاس والسرعة. يمكن للمستخدم استخراج معلومات عن ديناميات ظواهر الأرصاد الجوية ، بما في ذلك القدرة على استقراء الحركة ومراقبة التطور أو التبديد. يمكن أن يكشف هذا أيضًا عن آثار غير متعلقة بالأرصاد الجوية (أصداء كاذبة) ستتم مناقشتها لاحقًا.

عرض رادار متكامل مع تحرير العناصر الجغرافية المكانية

عرض جديد شائع لبيانات رادار الطقس في الولايات المتحدة عبر شاشة رادار متكاملة مع عناصر جغرافية مكانية (RIDGE) حيث يتم عرض بيانات الرادار على خريطة مع عناصر جغرافية مكانية مثل خرائط الطبوغرافيا والطرق السريعة وحدود الولاية / المقاطعة وتحذيرات الطقس. غالبًا ما يكون الإسقاط مرنًا مما يمنح المستخدم اختيارًا للعناصر الجغرافية المختلفة. يتم استخدامه بشكل متكرر مع الرسوم المتحركة لبيانات الرادار خلال فترة زمنية. [41] [42]

يعتمد تفسير بيانات الرادار على العديد من الفرضيات حول الغلاف الجوي وأهداف الطقس ، بما في ذلك: [43]

.
• أهداف صغيرة بما يكفي لإطاعة تشتت رايلي ، مما يؤدي إلى أن يكون العائد متناسبًا مع معدل الترسيب.
• الحجم الذي تم مسحه ضوئيًا بواسطة الحزمة ممتلئ الأرصاد الجوية أهداف (مطر ، ثلج ، إلخ) ، جميعها من نفس التنوع وبتركيز موحد.
• لا توهين
• لا تضخيم
• العودة من الفصوص الجانبية للحزمة لا يكاد يذكر.
• الشعاع قريب من منحنى دالة غاوسي مع تناقص الطاقة إلى النصف عند نصف العرض.
• الموجتان الخارجة والعائدة مستقطبتان بالمثل.
• ليس هناك عودة من تأملات متعددة.

لا يتم استيفاء هذه الافتراضات دائمًا ، يجب أن يكون المرء قادرًا على التمييز بين الأصداء الموثوقة والمريبة.

انتشار شاذ (جو غير قياسي) تحرير

الافتراض الأول هو أن حزمة الرادار تتحرك عبر الهواء الذي يبرد بمعدل معين مع الارتفاع. يعتمد موقع الصدى بشكل كبير على هذه الفرضية. ومع ذلك ، يمكن أن يختلف الجو الحقيقي اختلافًا كبيرًا عن المعتاد.

تحرير الانكسار الفائق

غالبًا ما تتشكل انعكاسات درجة الحرارة بالقرب من الأرض ، على سبيل المثال عن طريق تبريد الهواء ليلاً مع البقاء دافئًا عالياً. نظرًا لانخفاض مؤشر انكسار الهواء بشكل أسرع من المعتاد ، تنحني حزمة الرادار نحو الأرض بدلاً من الاستمرار في الارتفاع. في النهاية ، سوف يضرب الأرض وينعكس مرة أخرى نحو الرادار. سيقوم برنامج المعالجة بعد ذلك بوضع أصداء الإرجاع بشكل خاطئ على الارتفاع والمسافة التي كانت في الظروف العادية. [43]

من السهل نسبيًا تحديد هذا النوع من الإرجاع الخاطئ في حلقة زمنية إذا كان ذلك بسبب التبريد الليلي أو الانقلاب البحري حيث يرى المرء أصداءًا قوية جدًا تتطور على مساحة ما ، وتنتشر في الحجم بشكل جانبي ولكنها لا تتحرك وتتفاوت بشكل كبير في الشدة. ومع ذلك ، يوجد انعكاس في درجة الحرارة قبل الجبهات الدافئة ثم تختلط أصداء الانتشار غير الطبيعية بالمطر الحقيقي.

أقصى هذه المشكلة هو عندما يكون الانعكاس قويًا وضحلاً للغاية ، فإن حزمة الرادار تنعكس عدة مرات نحو الأرض حيث يتعين عليها اتباع مسار الدليل الموجي. سيؤدي ذلك إلى إنشاء نطاقات متعددة من أصداء قوية على صور الرادار.

يمكن العثور على هذا الموقف مع تقلبات درجة الحرارة عالياً أو الانخفاض السريع للرطوبة مع الارتفاع. [44] في الحالة الأولى ، قد يكون من الصعب ملاحظة ذلك.

تحت تحرير الانكسار

من ناحية أخرى ، إذا كان الهواء غير مستقر ويبرد بشكل أسرع من الغلاف الجوي القياسي مع الارتفاع ، ينتهي الشعاع أعلى من المتوقع. [44] يشير هذا إلى أن هطول الأمطار يحدث أعلى من الارتفاع الفعلي. يصعب اكتشاف مثل هذا الخطأ بدون بيانات إضافية لمعدل زوال درجة الحرارة للمنطقة.

تحرير أهداف غير رايلي

إذا أردنا تقدير معدل الهواطل بشكل موثوق ، يجب أن تكون الأهداف أصغر بعشر مرات من موجة الرادار وفقًا لانتثار رايلي. [13] هذا لأن جزيء الماء يجب أن يثيره موجة الرادار لإعطاء العائد. وينطبق هذا نسبيًا على المطر أو الثلج حيث تستخدم عادة رادارات بطول موجة يبلغ 5 أو 10 سم.

ومع ذلك ، بالنسبة للأرصاد الجوية الكبيرة جدًا ، نظرًا لأن الطول الموجي يكون بترتيب الحجر ، فإن مستويات العودة متوقفة وفقًا لنظرية مي. من المحتمل أن تأتي عودة أكثر من 55 ديسيبل من البَرَد ولكنها لن تختلف بالتناسب مع الحجم. من ناحية أخرى ، فإن الأهداف الصغيرة جدًا مثل قطرات السحب صغيرة جدًا بحيث لا يمكن تحمسها ولا تعطي عائدًا قابلًا للتسجيل على رادارات الطقس الشائعة.

الدقة وتحرير وحدة التخزين الممسوحة جزئيًا المملوءة

كما هو موضح في بداية المقال ، فإن لحزم الرادار أبعاد فيزيائية ويتم أخذ عينات من البيانات بزوايا منفصلة ، وليس بشكل مستمر ، على طول كل زاوية ارتفاع. [43] ينتج عن هذا حساب متوسط ​​قيم عوائد بيانات الانعكاسية والسرعات والاستقطاب على حجم الدقة الممسوح ضوئيًا.

في الشكل الموجود على اليسار ، في الأعلى منظر لعاصفة رعدية التقطتها أداة تعريف الرياح أثناء مرورها في السماء. هذا يشبه المقطع العرضي العمودي عبر السحابة بدقة 150 مترًا رأسيًا و 30 مترًا أفقيًا. الانعكاسية لها اختلافات كبيرة في مسافة قصيرة. قارن هذا بمنظر محاكى لما سيراه رادار الطقس العادي على بعد 60 كم ، في الجزء السفلي من الشكل. تم تسوية كل شيء. ليس فقط الدقة الخشنة للرادار تشوش الصورة ولكن الصوت يشتمل على منطقة خالية من الصدى ، وبالتالي تمتد العاصفة الرعدية إلى ما وراء حدودها الحقيقية.

يوضح هذا كيف أن ناتج رادار الطقس ليس سوى تقريب للواقع. الصورة على اليمين تقارن البيانات الحقيقية من رادارين في نفس الموقع تقريبًا. يحتوي TDWR على حوالي نصف عرض الحزمة للآخر ويمكن للمرء أن يرى ضعف التفاصيل أكثر من NEXRAD.

يمكن تحسين الدقة باستخدام أحدث المعدات ولكن بعض الأشياء لا يمكن تحسينها. كما ذكرنا سابقًا ، يزداد الحجم الممسوح ضوئيًا مع زيادة المسافة ، وبالتالي تزداد أيضًا إمكانية ملء الحزمة جزئيًا. هذا يؤدي إلى التقليل من معدل هطول الأمطار على مسافات أكبر ويخدع المستخدم للاعتقاد بأن المطر أخف كلما ابتعد.

هندسة الشعاع تحرير

لحزمة الرادار توزيع للطاقة مشابه لنمط الانعراج لضوء يمر عبر شق. [13] هذا لأن الموجة تنتقل إلى الهوائي المكافئ من خلال شق في موجه الموجة عند النقطة المحورية. تقع معظم الطاقة في مركز الحزمة وتتناقص على طول منحنى قريب من دالة غاوسي على كل جانب. ومع ذلك ، هناك قمم ثانوية للانبعاثات ستأخذ عينات من الأهداف بزوايا بعيدة عن المركز. يحاول المصممون تقليل الطاقة المنقولة بواسطة هذه الفصوص ، لكن لا يمكن التخلص منها تمامًا.

عندما يضرب الفص الثانوي هدفًا عاكسًا مثل جبل أو عاصفة رعدية قوية ، تنعكس بعض الطاقة على الرادار. هذه الطاقة ضعيفة نسبيًا ولكنها تصل في نفس الوقت الذي تضيء فيه القمة المركزية سمتًا مختلفًا. وبالتالي يتم وضع الصدى في غير محله بواسطة برنامج المعالجة. هذا له تأثير في الواقع على توسيع نطاق صدى الطقس الحقيقي مما يؤدي إلى تلطيخ القيم الأضعف على كل جانب من جوانبها. هذا يجعل المستخدم يبالغ في تقدير مدى الصدى الحقيقي. [43]

تحرير الأهداف غير الجوية

هناك ما هو أكثر من المطر والثلج في السماء. يمكن أن يساء تفسير الأشياء الأخرى على أنها مطر أو ثلج بواسطة رادارات الطقس. تجتاح الرياح السائدة الحشرات والمفصليات ، بينما تتبع الطيور مسارها الخاص. [45] على هذا النحو ، فإن أنماط الخطوط الدقيقة في صور رادار الطقس ، المرتبطة بالرياح المتقاربة ، تهيمن عليها عودة الحشرات. [46] هجرة الطيور ، التي تميل إلى الحدوث بين عشية وضحاها ضمن أقل 2000 متر من الغلاف الجوي للأرض ، تلوث ملامح الرياح التي تم جمعها بواسطة رادار الطقس ، وخاصة WSR-88D ، عن طريق زيادة عوائد الرياح البيئية بمقدار 30-60 كم / ساعة. [47] تشمل الأشياء الأخرى داخل صور الرادار: [43]

• شرائط معدنية رقيقة (قشر) أسقطتها الطائرات العسكرية لخداع الأعداء.
• العوائق الصلبة مثل الجبال والمباني والطائرات.
• الفوضى الأرضية والبحرية.
• انعكاسات من المباني المجاورة ("ارتفاعات حضرية").

هذه الأجسام الدخيلة لها خصائص تسمح للعين المدربة على تمييزها. من الممكن أيضًا التخلص من بعضها بمعالجة ما بعد البيانات باستخدام بيانات الانعكاسية والدوبلر والاستقطاب.

مزارع الرياح تحرير

يمكن للشفرات الدوارة لطواحين الهواء في مزارع الرياح الحديثة أن تعيد شعاع الرادار إلى الرادار إذا كانت في مساره. نظرًا لأن الشفرات تتحرك ، فإن الصدى سيكون له سرعة ويمكن أن يخطئ في أنه هطول حقيقي. [48] ​​كلما اقتربت مزرعة الرياح ، زادت قوة العائد والإشارة المجمعة من العديد من الأبراج أقوى. في بعض الظروف ، يمكن للرادار أن يرى سرعات باتجاه وبعيد تولد إيجابيات خاطئة لخوارزمية توقيع الإعصار الدوامة على رادار الطقس ، وقد حدث مثل هذا الحدث في عام 2009 في دودج سيتي ، كانساس. [49]

كما هو الحال مع الهياكل الأخرى الموجودة في الحزمة ، قد يؤدي أيضًا توهين عوائد الرادار من خارج طواحين الهواء إلى الاستهانة.

التوهين تحرير

يمكن أن يمتص المطر الموجات الدقيقة المستخدمة في رادارات الطقس ، اعتمادًا على الطول الموجي المستخدم. بالنسبة لرادارات 10 سم ، فإن هذا التوهين ضئيل. [13] هذا هو السبب في أن البلدان ذات المحتوى المائي العالي للعواصف تستخدم الطول الموجي 10 سم ، على سبيل المثال NEXRAD الأمريكية. يتم تعويض تكلفة الهوائي الأكبر والكليسترون والمعدات الأخرى ذات الصلة من خلال هذه الميزة.

بالنسبة لرادار 5 سم ، يصبح الامتصاص مهمًا في حالة هطول الأمطار الغزيرة ويؤدي هذا التوهين إلى التقليل من قيمة الصدى داخل وخارج عاصفة رعدية قوية. [13] كندا ودول شمالية أخرى تستخدم هذا النوع الأقل تكلفة من الرادار لأن هطول الأمطار في هذه المناطق عادة ما يكون أقل كثافة. ومع ذلك ، يجب على المستخدمين مراعاة هذه الخاصية عند تفسير البيانات. توضح الصور أعلاه كيف يبدو أن خطًا قويًا من الصدى يتلاشى أثناء تحركه فوق الرادار. للتعويض عن هذا السلوك ، غالبًا ما يتم اختيار مواقع الرادار لتتداخل إلى حد ما في التغطية لإعطاء وجهات نظر مختلفة لنفس العواصف.

الأطوال الموجية الأقصر تكون أكثر ضعفًا وهي مفيدة فقط للرادار قصير المدى [13]. تمتلك العديد من محطات التلفزيون في الولايات المتحدة رادارات 5 سم لتغطية منطقة جمهورها. معرفة حدودها واستخدامها مع NEXRAD المحلي يمكن أن يكمل البيانات المتاحة لأخصائي الأرصاد الجوية.

نظرًا لانتشار أنظمة الرادار ذات الاستقطاب المزدوج ، يتم حاليًا تنفيذ نهج قوية وفعالة لتعويض التوهين الناجم عن المطر من خلال خدمات الطقس التشغيلية. [50] [51] [52]

تحرير الفرقة الساطعة

تعتمد انعكاسية حزمة الرادار على قطر الهدف وقدرته على الانعكاس. رقاقات الثلج كبيرة ولكنها عاكسة بشكل ضعيف بينما قطرات المطر صغيرة ولكنها عاكسة للغاية. [13]

عندما يتساقط الثلج عبر طبقة فوق درجة حرارة التجمد ، يذوب في مطر. باستخدام معادلة الانعكاسية ، يمكن للمرء أن يثبت أن عوائد الثلج قبل الذوبان والمطر بعده ، لا تختلف كثيرًا لأن التغيير في ثابت العزل الكهربائي يعوض التغيير في الحجم. ومع ذلك ، أثناء عملية الذوبان ، "ترى" موجة الرادار شيئًا مشابهًا لقطرات كبيرة جدًا حيث تصبح رقائق الثلج مغطاة بالماء. [13]

وهذا يعطي عوائد محسّنة يمكن الخلط بينها وبين ترسبات أقوى. على PPI ، سيظهر هذا على شكل حلقة مكثفة لهطول الأمطار على ارتفاع حيث تعبر الحزمة مستوى الانصهار بينما في سلسلة من CAPPIs ، فقط تلك القريبة من هذا المستوى سيكون لها أصداء أقوى. من الطرق الجيدة لتأكيد النطاق الساطع عمل مقطع عرضي رأسي من خلال البيانات ، كما هو موضح في الصورة أعلاه. [43]

المشكلة المعاكسة هي أن الرذاذ (هطول الأمطار بقطر صغير لقطرة الماء) لا يميل إلى الظهور على الرادار لأن عوائد الرادار تتناسب مع القوة السادسة لقطر القطرة.

انعكاسات متعددة تحرير

من المفترض أن الشعاع يصطدم بأهداف الطقس ويعود مباشرة إلى الرادار. في الواقع ، هناك طاقة تنعكس في كل الاتجاهات. معظمها ضعيف ، وتؤدي الانعكاسات المتعددة إلى تقليله بشكل أكبر ، لذا فإن ما يمكن أن يعود في النهاية إلى الرادار من مثل هذا الحدث لا يكاد يذكر. ومع ذلك ، تسمح بعض الحالات باستقبال حزمة رادار متعددة الانعكاسات بواسطة هوائي الرادار. [13] على سبيل المثال ، عندما تضرب الحزمة البرد ، فإن الطاقة المنتشرة نحو الأرض الرطبة ستنعكس عائدة إلى البرد ثم إلى الرادار. يكون الصدى الناتج ضعيفًا ولكنه ملحوظ. نظرًا لطول المسار الإضافي الذي يجب أن يمر به ، فإنه يصل لاحقًا إلى الهوائي ويوضع بعيدًا عن مصدره. [53] يعطي هذا نوعًا من المثلث من الانعكاسات الضعيفة الكاذبة الموضوعة شعاعيًا خلف البَرَد. [43]

تصفية تحرير

تُظهر هاتان الصورتان ما يمكن تحقيقه حاليًا لتنظيف بيانات الرادار. الإخراج على اليسار مصنوع من العوائد الأولية ومن الصعب تحديد الطقس الحقيقي. نظرًا لأن سحب المطر والثلج تتحرك عادةً ، يمكن للمرء استخدام سرعات دوبلر للتخلص من جزء كبير من الفوضى (أصداء الأرض ، والانعكاسات من المباني التي يُنظر إليها على أنها ارتفاعات حضرية وانتشار غير طبيعي). تم تصفية الصورة الموجودة على اليمين باستخدام هذه الخاصية.

ومع ذلك ، لا تبقى جميع الأهداف غير المتعلقة بالأرصاد الجوية ثابتة (الطيور ، الحشرات ، الغبار). البعض الآخر ، مثل النطاق الساطع ، يعتمد على هيكل هطول الأمطار. يوفر الاستقطاب كتابة مباشرة للأصداء التي يمكن استخدامها لتصفية المزيد من البيانات الخاطئة أو إنتاج صور منفصلة لأغراض متخصصة ، مثل مجموعات فرعية من الفوضى والطيور وما إلى ذلك. [54] [55]

Mesonet تحرير

سؤال آخر هو القرار. كما ذكرنا سابقًا ، فإن بيانات الرادار هي متوسط ​​الحجم الممسوح بواسطة الحزمة. يمكن تحسين الدقة بواسطة هوائي أكبر أو شبكات أكثر كثافة. يهدف برنامج من قبل مركز الاستشعار التعاوني التكيفي للغلاف الجوي (CASA) إلى استكمال شبكة NEXRAD العادية (شبكة في الولايات المتحدة) باستخدام العديد من رادار الطقس منخفض التكلفة X-band (3 سم) المركب على أبراج الهاتف الخلوي. [56] [57] ستقوم هذه الرادارات بتقسيم المنطقة الكبيرة من NEXRAD إلى مجالات أصغر للنظر إلى الارتفاعات تحت أدنى زاوية لها. هذه ستعطي تفاصيل غير متوفرة حاليا.

باستخدام رادارات 3 سم ، يكون هوائي كل رادار صغيرًا (قطره حوالي متر واحد) ولكن الدقة مماثلة على مسافة قصيرة لتلك الخاصة بـ NEXRAD. يكون التوهين مهمًا بسبب طول الموجة المستخدم ولكن كل نقطة في منطقة التغطية تُرى من قبل العديد من الرادارات ، كل منها يُشاهد من اتجاه مختلف ويعوض البيانات المفقودة من الآخرين. [56]

استراتيجيات المسح تحرير

يعتمد عدد الارتفاع الممسوح ضوئيًا والوقت المستغرق لدورة كاملة على حالة الطقس. على سبيل المثال ، مع قلة هطول الأمطار أو انعدامها ، قد يكون المخطط محدودًا بأدنى الزوايا واستخدام نبضات أطول من أجل اكتشاف تحول الرياح بالقرب من السطح. من ناحية أخرى ، في حالات العواصف الرعدية العنيفة ، من الأفضل إجراء مسح ضوئي لعدد كبير من الزوايا من أجل الحصول على عرض ثلاثي الأبعاد لهطول الأمطار قدر الإمكان. للتخفيف من تلك المطالب المختلفة ، تم تطوير استراتيجيات المسح وفقًا لنوع الرادار وطول الموجة المستخدم وحالات الطقس الأكثر شيوعًا في المنطقة التي تم النظر فيها.

أحد الأمثلة على استراتيجيات المسح تقدمه شبكة الرادار الأمريكية NEXRAD التي تطورت مع مرور الوقت. على سبيل المثال ، في عام 2008 ، أضافت دقة إضافية للبيانات ، [58] وفي 2014 ، مسح إضافي داخل الدورة لأدنى مستوى ارتفاع (MESO-SAILS [59]).

تحرير السبر الإلكتروني

التوقيت هو أيضًا نقطة تحتاج إلى تحسين. مع مرور 5 إلى 10 دقائق بين عمليات المسح الكاملة لرادار الطقس ، يتم فقد الكثير من البيانات مع تطور العاصفة الرعدية. يتم اختبار رادار ذو مصفوفة مرحلية في المختبر الوطني للعواصف الشديدة في نورمان ، أوكلاهوما ، لتسريع عملية جمع البيانات. [60] قام فريق في اليابان أيضًا بنشر رادار ذي مصفوفة مرحلية لـ 3D NowCasting في معهد RIKEN المتقدم للعلوم الحاسوبية (AICS). [61]

تحرير رادار إلكترونيات الطيران

يشمل تطبيق الطائرات لأنظمة الرادار رادار الطقس ، وتجنب الاصطدام ، وتتبع الهدف ، والقرب من الأرض ، وأنظمة أخرى. بالنسبة لرادار الطقس التجاري ، فإن ARINC 708 هو المواصفات الأساسية لأنظمة رادار الطقس التي تستخدم رادار النبض-دوبلر المحمول جواً.

تحرير الهوائيات

على عكس رادار الطقس الأرضي ، الذي يتم ضبطه بزاوية ثابتة ، يتم استخدام رادار الطقس المحمول جواً من مقدمة الطائرة أو جناحها. لن تتحرك الطائرة لأعلى ولأسفل ولليسار ولليمين فحسب ، بل ستتدحرج أيضًا. للتعويض عن ذلك ، يتم ربط الهوائي ومعايرته بالجيروسكوب العمودي الموجود على متن الطائرة. من خلال القيام بذلك ، يكون الطيار قادرًا على ضبط درجة أو زاوية للهوائي والتي ستمكن المثبت من إبقاء الهوائي موجهًا في الاتجاه الصحيح تحت المناورات المعتدلة. لن تتمكن محركات المؤازرة الصغيرة من مواكبة المناورات المفاجئة ، لكنها ستحاول. عند القيام بذلك ، يكون الطيار قادرًا على ضبط الرادار بحيث يشير إلى نظام الطقس الذي يهم. إذا كانت الطائرة على ارتفاع منخفض ، فقد يرغب الطيار في ضبط الرادار فوق خط الأفق بحيث يتم تقليل الفوضى الأرضية على الشاشة. إذا كانت الطائرة على ارتفاع عالٍ جدًا ، فسيقوم الطيار بضبط الرادار بزاوية منخفضة أو سلبية ، لتوجيه الرادار نحو السحب أينما كانت بالنسبة للطائرة. إذا غيرت الطائرة موقفها ، فسيقوم جهاز التثبيت بضبط نفسه وفقًا لذلك حتى لا يضطر الطيار إلى الطيران بيد واحدة وضبط الرادار باليد الأخرى. [62]

تحرير أجهزة الاستقبال / الإرسال

هناك نظامان رئيسيان عند الحديث عن جهاز الاستقبال / المرسل: الأول هو أنظمة عالية الطاقة ، والثاني هو أنظمة منخفضة الطاقة يعمل كلاهما في نطاق تردد X-band (8000-12500 ميجا هرتز). تعمل الأنظمة عالية القدرة عند 10000 - 60.000 واط. تتكون هذه الأنظمة من مغنطرونات باهظة الثمن إلى حد ما (حوالي 1700 دولار) وتسمح بضوضاء كبيرة بسبب المخالفات مع النظام. وبالتالي ، تعد هذه الأنظمة شديدة الخطورة بالنسبة للانحناء وهي غير آمنة لاستخدامها حول الأفراد على الأرض. ومع ذلك ، سيكون البديل هو الأنظمة منخفضة الطاقة. تعمل هذه الأنظمة من 100 إلى 200 واط ، وتتطلب مجموعة من أجهزة الاستقبال عالية الكسب ومعالجات الإشارة الدقيقة والترانزستورات لتعمل بفعالية مثل الأنظمة عالية الطاقة. تساعد المعالجات الدقيقة المعقدة في القضاء على الضوضاء ، مما يوفر تصويرًا أكثر دقة وتفصيلاً للسماء. أيضًا ، نظرًا لوجود عدد أقل من المخالفات في جميع أنحاء النظام ، يمكن استخدام الرادارات منخفضة الطاقة للكشف عن الاضطرابات من خلال تأثير دوبلر. نظرًا لأن الأنظمة منخفضة الطاقة تعمل بقدرة كهربائية أقل بكثير ، فهي آمنة من الانحناء ويمكن استخدامها في جميع الأوقات تقريبًا. [62] [63]

تحرير تعقب العاصفة الرعدية

تتمتع أنظمة الرادار الرقمية الآن بقدرات تفوق قدرات سابقاتها. تقدم الأنظمة الرقمية الآن مراقبة تتبع العواصف الرعدية. يوفر هذا للمستخدمين القدرة على الحصول على معلومات مفصلة عن كل سحابة عاصفة يتم تعقبها. يتم تحديد العواصف الرعدية أولاً عن طريق مطابقة البيانات الأولية لهطول الأمطار الواردة من نبضة الرادار بنوع من النماذج المبرمجة مسبقًا في النظام. من أجل تحديد العاصفة الرعدية ، يجب أن تتوافق مع تعريفات صارمة للكثافة والشكل والتي تميزها عن أي سحابة غير محمولة. عادة ، يجب أن تظهر علامات التنظيم في الاتجاه الأفقي والاستمرارية في الوضع الرأسي: مركز أساسي أو مركز أكثر كثافة يتم تحديده وتتبعه بواسطة أجهزة تعقب الرادار الرقمية. [23] [64] بمجرد تحديد خلية العاصفة الرعدية ، يتم تتبع السرعة والمسافة المقطوعة والاتجاه والوقت المقدر للوصول (ETA) جميعًا وتسجيلها لاستخدامها لاحقًا.

رادار دوبلر وهجرة الطيور تحرير

لا يقتصر استخدام رادار دوبلر للطقس على تحديد موقع وسرعة هطول الأمطار ، ولكن يمكنه تتبع هجرات الطيور كما يظهر في قسم الأهداف غير الجوية. ترتد موجات الراديو التي ترسلها الرادارات عن المطر والطيور على حد سواء (أو حتى الحشرات مثل الفراشات). [65] [66] الولايات المتحدة خدمة الطقس الوطنية، على سبيل المثال ، أبلغت عن ظهور تحليق الطيور على راداراتها كسحب ثم تتلاشى عندما تهبط الطيور. [67] [68] أبلغت خدمة الأرصاد الجوية الوطنية الأمريكية في سانت لويس عن ظهور فراشات الملك على راداراتها. [69]

تستخدم البرامج المختلفة في أمريكا الشمالية رادارات الطقس العادية وبيانات الرادار المتخصصة لتحديد المسارات ، وارتفاع الرحلة ، وتوقيت الهجرات. [70] [71] هذه معلومات مفيدة في التخطيط لوضع وتشغيل مزارع طواحين الهواء ، لتقليل وفيات الطيور ، وسلامة الطيران وإدارة الحياة البرية الأخرى. في أوروبا ، كانت هناك تطورات مماثلة وحتى برنامج تنبؤ شامل لسلامة الطيران ، يعتمد على الكشف عن الرادار. [72]

تحرير الكشف عن سقوط النيزك

على اليمين ، صورة تظهر غابة بارك ، إلينوي ، سقوط نيزك حدث في 26 مارس 2003. الميزة ذات اللون الأحمر والأخضر في أعلى اليسار هي حركة السحب بالقرب من الرادار نفسه ، ويمكن رؤية توقيع سقوط النيازك داخل القطع الناقص الأصفر في مركز الصورة. تشير البيكسلات الحمراء والخضراء المختلطة إلى اضطراب ، ينشأ في هذه الحالة من استيقاظ النيازك المتساقطة عالية السرعة.

وفقًا لجمعية النيزك الأمريكية ، يحدث سقوط النيزك يوميًا في مكان ما على الأرض. [73] ومع ذلك ، فإن قاعدة البيانات الخاصة بسقوط النيازك في جميع أنحاء العالم والتي تحتفظ بها جمعية Meteoritical عادة ما تسجل فقط حوالي 10-15 نيزك جديد يسقط سنويًا [74]

تحدث النيازك عندما يسقط نيزك في الغلاف الجوي للأرض ، ويولد نيزكًا ساطعًا بصريًا عن طريق التأين والتدفئة الاحتكاكية. إذا كان النيزك كبيرًا بدرجة كافية وكانت سرعة المعصمة منخفضة بدرجة كافية ، فإن النيازك الباقية ستصل إلى الأرض. عندما تتباطأ النيازك المتساقطة إلى ما دون حوالي 2-4 كم / ثانية ، عادةً على ارتفاع يتراوح بين 15 و 25 كم ، فإنها لم تعد تولد نيزكًا ساطعًا بصريًا وتدخل "رحلة مظلمة". وبسبب هذا ، فإن معظم النيازك تقع في المحيطات ، أثناء النهار ، أو تمر دون أن يلاحظها أحد.

في حالة الطيران المظلمة ، تسقط النيازك المتساقطة عادةً من خلال أحجام التفاعل لمعظم أنواع الرادارات. لقد ثبت أنه من الممكن تحديد النيازك الساقطة في صور رادار الطقس من خلال دراسات مختلفة. [75] [76] [77] [78] [79] [80] هذا مفيد بشكل خاص لاستعادة النيزك ، حيث أن رادار الطقس جزء من شبكات واسعة النطاق وتفحص الغلاف الجوي باستمرار. علاوة على ذلك ، تسبب النيازك اضطرابًا في الرياح المحلية بسبب الاضطراب ، وهو أمر ملحوظ في نواتج دوبلر ، وهي تسقط عموديًا تقريبًا لذا فإن مكان استراحتها على الأرض قريب من توقيع الرادار.

وصفت هزيمة الأسطول الأسباني عام 1588 بواحدة من أكثر المعارك حسماً في الحضارة الغربية. أبحر فيليب الثاني ملك إسبانيا في إنجلترا البروتستانتية لزوجة أخته إليزابيث الأولى ، لكن الريح لم تتعاون مع طموحاته.

في القرن الثالث عشر ، وضع قوبلاي خان ، زعيم الإمبراطورية المغولية ، مواقعه على غزو اليابان ، لكنه لم يهزم بفعل رياح موسمية واحدة ، بل هزمت رياحان موسمية. كان كهنة الشنتو ، الذين اعتقدوا أن العواصف ناتجة عن الصلاة ، يسمونهم كاميكازي أو "الريح الإلهية".

الطقس - التاريخ

مرحبًا بك في SPC Online SeverePlot 3.0

يتميز SPC Online SeverePlot ببيانات NWS الرسمية للأعاصير (منذ عام 1950) ، جنبًا إلى جنب مع البرد ورياح الحمل الحراري المدمرة (منذ عام 1955). يحل موقع الويب هذا محل برنامج SeverePlot 2.0 القديم المستند إلى الكمبيوتر الشخصي. البيانات مستمدة من نشر بيانات العاصفة من قبل المكاتب الميدانية لخدمة الطقس الوطنية ، مع مراجعة ومعالجة دقيقة بواسطة المركز الوطني للبيانات المناخية ومركز التنبؤ بالعواصف. عادةً ما يتم توفير البيانات الرسمية النهائية لسنة كاملة في الصيف التالي (أي 2009 صيف 2010). في حالة عدم توفر البيانات النهائية للتاريخ (التواريخ) المطلوب ، يمكن الوصول إلى تقارير العاصفة الأولية غير الرسمية على: http://www.spc.noaa.gov/climo/online/

تتوفر قيم الضرر فقط للأحداث التي تبدأ في عام 1996. هذه الخسائر لا تشمل تلف المحاصيل.

تورنادو
مقياس تصنيف الضرر هو مقياس F (1950-2006) أو مقياس EF (2007 إلى الوقت الحاضر).
PLENGTH = طول المسار بالأميال.
PWIDTH = عرض المسار بالياردة.

رياح
الرياح ذات الصلة بالحمل الحراري / العواصف الرعدية فقط (لا تشمل الضرر الناتج عن الإعصار أو العواصف الرعدية). تتضمن بيانات الرياح كلاً من هبوب الرياح المقاسة / المقدرة وأضرار الرياح دون سرعات الرياح المقدرة (يتضمن استعلام الرياح الافتراضي بسرعة دقيقة 0 جميع هذه التقارير). السرعة في عقدة (50 كيلو طن / 58 ميلاً في الساعة وأكبر تعتبر شديدة).

وابل
الحجم بقطر بوصات (0.75 بوصة أو أكبر شديد).

تلميحات إضافية
- الاختبار في متصفحات الويب المختلفة مستمر. من المعروف أن SeverePlot عبر الإنترنت تعمل مع إصدارات Mozilla FireFox 2-3 و Internet Explorer 6.0.
- يُرجى الانتظار حتى 30 ثانية لعرض البيانات المطلوبة.
- قد تنتهي مهلة استعلامات التقارير المعقدة التي تشتمل على عدد كبير من التقارير على مدار سنوات عديدة ولا يتم رسمها بالكامل. إذا كان الأمر كذلك ، فيرجى تقليل العدد المطلوب من السنوات وما إلى ذلك.
- لحفظ صورة رسومية لتقارير العاصفة ، انقر بزر الماوس الأيمن على الخريطة وحدد "حفظ الصورة باسم" أو "حفظ الصورة باسم" في انتظار متصفح الويب الخاص بك.

روابط ذات علاقة
تقارير عواصف الطقس القاسية SPC وملخصات الأحداث
NCDC قاعدة بيانات حدث العاصفة

المنشورات المتعلقة بقاعدة بيانات تقرير العاصفة
قاعدة بيانات SPC Tornado / العاصفة الرعدية الشديدة
استطلاعات NWS Tornado والتأثير على قاعدة بيانات التورنيدو الوطنية

Weather.org الطقس العالمي

الطقس في Weather.org

هدف موقع Weather.org هو تعزيز السلامة العامة وإنقاذ الأرواح باستخدام تنبؤات الطقس الموثوقة وخرائط الطقس وتتبع العواصف.

تؤثر علينا جميعًا أحداث الطقس القاسية مثل الأعاصير والعواصف الاستوائية والأعاصير والصواعق والطقس القاسي.

نظرًا لأن السفر والأنشطة الخارجية يتم تقليصها بشدة بسبب الأمطار الغزيرة أو الثلوج أو البرد أو الضباب ، يمكن أن تكون التحذيرات المتعلقة بالطقس مفيدة للغاية في ضمان سلامة حياة الإنسان.

تهدف توقعات الأعاصير المدارية المقدمة في هذا الموقع إلى نقل معلومات عامة فقط عن العواصف الحالية ويجب عدم استخدامها لاتخاذ قرارات أو قرارات تتعلق بحياة أو موت فيما يتعلق بحماية الممتلكات. إذا كنت في طريق عاصفة ، يجب أن تتبع مصادر الطقس المحلية الرسمية لمنطقتك.

المناخ هو متوسط ​​الأحوال الجوية الشائعة في مكان معين على مدى فترة زمنية طويلة. بالإضافة إلى توقعات الطقس ، هناك مستويات الأوزون وتغير الظروف المناخية والاحتباس الحراري وظاهرة النينو والرياح الشمسية.

يتم استخدام تاريخ الطقس وسجلات الطقس والمتوسطات لتحديد مناخ جزء معين من العالم في يوم معين في التاريخ أو متوسط ​​على مدار سنوات عديدة من تاريخ الطقس المسجل.

دقة أو موثوقية تنبؤات الطقس غير مضمونة ويتنصل مقدمو الخدمة من أي مسؤولية من أي نوع ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، المسؤولية عن الجودة والأداء والملاءمة لغرض معين ناشئ عن الاستخدام أو عدم القدرة على استخدام التنبؤ.

توقعات الطقس في الولايات المتحدة

تنبيه الطقس القاسي


رادار الطقس

التاريخ ومتوسطات أمبير

سجل الطقس ليوم 17 يونيو 2021 إلى 27 يونيو 2021