Ilmaradar: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P Kuupäevad eestipäraseks: aaaa-kk-pp -> pp.kk.aaaa
P pisitoimetamine
5. rida:
==Kuidas ilmaradar töötab==
===Radariimpulsside saatmine===
Ilmaradarid saadavad välja suunatud [[mikrolaine]]kiirguse impulsse, kasutades selleks [[magnetron]]e või [[klüstron]]torusid, mis on [[paraboolantenn]]iga ühendatud [[Lainejuht|lainejuhi]] abil. Peamiselt kasutatakse [[lainepikkus]]i 1–10  cm, mis on umbes kümme korda suuremad huvipakkuvate veepiiskade või jääosakeste [[läbimõõt]]udest, kuna nendel lainepikkustel esineb [[Hajumine#Rayleigh_hajumineRayleigh hajumine|Rayleigh]] hajumine. Mis tähendab, et osa iga impulsi energiast põrkub nendelt väikestelt osakestelt radari suunas tagasi.
 
Väiksemate osakeste puhul oleks vaja lühemaid lainepikkusi, kuid need nõrgenevad kiiremini. Seetõttu eelistatakse 10  cm lainepikkust ([[S-riba]]) kasutavat radarit, kuid see on kallim kui 5  cm [[C-riba]] süsteem. 3  cm [[X-riba]] radarit kasutatakse vaid väga lühikeste distantside korral ja 1  cm Ka-riba ilmaradarit kasutatakse väga väikeste osakeste (näiteks uduvihma ja udu) uurimiseks.
 
Radariimpulsid levivad õhus, liikudes radarijaamast eemale. See tähendab, et piirkond, mille impulss läbib, on seda suurem, mida kaugemale radarist minna. Seetõttu langeb suurtel vahemaadel ka lahutusvõime. Näiteks on radari 150–200 &nbsp;km tööraadiuse piirile jõudnud üksiku impulsi poolt skaneeritud õhu ruumala suurusjärgus üks kuupkilomeeter. Seda nimetatakse ''impulsi ruumalaks''.<ref name="allenpress" />
 
===Tagasipöörduvate signaalide vastuvõtt===
18. rida:
Eeldades, et [[Maa (planeet)|Maa]] on kerakujuline ja võttes arvesse õhu [[murdumisnäitaja]] varieeruvust ning vahemaad objektini, saame leida sihtobjekti kõrguse maapinnast.
 
Iga ilmaradari võrgustik kasutab mitut tüüpilist antenni asendi nurka, mis määratakse vastavalt vajadusele. Peale iga skaneeritud täispööret muudetakse antenni kõrgusnurka järgmise skaneerimisringi jaoks. Nii tehakse mitu skaneerimisringi, et katta võimalikult suur õhu ruumala radari ümber. Sellise skaneerimise strateegia kasutamise korral võtab üks tsükkel tavaliselt aega 5–10 minutit, mille jooksul saadakse andmed maapinnast 15 &nbsp;km kõrge ja radarist horisontaalsuunaliselt 250 &nbsp;km kauguseni ulatuva kihi kohta.
 
Maa kumerusest ja kõrgusega õhu murdumisnäitaja muutumisest tingituna ei "näe" radar minimaalsest nurgast allapoole jäävat kõrgust (joonisel roheliselt) ega ka maksimaalsest nurgast lähemal olevat ala (joonisel punase koonusena keskel).<ref name="airbusradar" />
24. rida:
==Andmete tüübid==
===Peegelduvus (detsibellid või dBZ)===
Objektidelt tagasipeegeldunud kajade ja peegelduvuse intensiivsust analüüsitakse, et määrata sademete intensiivsust skaneeritud ruumalas. Kasutatavad lainepikkused (1–10 &nbsp;cm) tagavad, et tagasipöördunud kaja tugevus on proportsionaalne sademete esinemise intensiivsusega, kuna nad on Rayleigh hajumise kehtivuspiirkonnas. Rayleigh hajumine väidab, et osakesed peavad olema palju väiksemad skaneeriva laine lainepikkusest (kümnekordselt väiksemad).
 
Radari vastuvõetud peegelduvuse (Z<sub>e</sub>) leidmiseks läheb vaja vihmaosakese diameetrit (D), sihtobjekti dielektrilist konstanti (K) ja osakeste suurusjaotust (N). Saame lühendatud [[gammafunktsioon]]i <ref name="Yau" /> kujul:
40. rida:
===Liikuvus===
====Impulsipaar====
Iga liikuv vihmapiisk või lumehelves mõjutab tagasipeegelduva radarikiire sagedust vastavalt [[Doppleri efekt]]ile. Ilmakajade puhul kiirustel alla 70 &nbsp;m/s ja radari lainepikkusel 10 &nbsp;cm on see mõju küll kõigest suurusjärgus 10<sup>−5</sup>%. See erinevus on liialt marginaalne, et elektrooniliste instrumentidega mõõta. Kuna vihmapiisad liiguvad veidi ka iga impulsi vahel, omab peegeldunud laine märgatavat erinevust [[faas]]is (faasinihe) iga saadetud impulsi vahel. Doppleri ilmaradarid kasutavad mainitud faasierinevust, et leida sajuala liikuvust.
 
===Polarisatsioon===
55. rida:
 
===Fikseeritud radari kiire tõusunurk (PPI – ''Plan Position Indicator'')===
[[Pilt:Sturmfront auf Doppler-Radar-Schirm.jpg|pisi|280px|Äikesetormi front peegelduvuse ühikutes (dBZ) PPI-l.]]
Mõõtmistulemused, mis on saadud ühel fikseeritud radari kiire tõusunurgal ja on projitseeritud maapinnale. Iga mõõtmistsükkel toodab ühe PPI igal kiire tõusunurgal ja iga mõõdetud parameetri kohta.
 
Selle radaritüübi juures on saadavad andmed erinevatel kaugustel ka erinevalt kõrguselt pärit. See tähendab, et radari lähedal tuvastatud tugeva intensiivsusega sadu vastab üsna hästi sellele sajuhulgale, mis päriselt maapinnani jõuab. Kuid näiteks 160 &nbsp;km kaugusel näitab see maapinnast umbes 1,5 &nbsp;km kõrguselt saadavat infot, mis võib olla juba palju erinev päriselt esinevatest sajuhulkadest.
 
Lisaks on PPI-de puhul probleemiks maapinna kajad radarilähedastelt aladelt, mida võidakse tõlgendada päris kajadena. PPI puuduste kõrvaldamiseks on välja arendatud veel teisigi väljundeid ja täiendavat töötlust.
 
===Konstantse kõrguse PPI===
[[Pilt:Radar-angles.png|vasakul|pisi|250px|CAPPI tööpõhimõte. Kasutatavad nurgad Kanadas. Sik-sak joon näitab, millistelt nurkadelt pärinevad andmed CAPPIde koostamiseks 1,5 ja 4 km kõrgusel]]
Selle töötasid välja [[Kanada]] teadlased, et vältida mõnesid PPI-ga esinenud probleeme. Konstantse kõrguse PPI ehk CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator) kasutab ühel fikseeritud kõrgusel saadud mõõtmistulemusi. Iga kiir satub sellele kõrgusele vaid korra, sest kiired on kaldu (välja arvatud siis, kui kõrgus on radari antenni kõrgus ja kiire välja saatmise nurk on 0 kraadi). CAPPI on seega põhimõtteliselt ristlõige radari andmetest. CAPPI sobib kõige paremini peegelduvuse määramiseks (ehk sademete intensiivsuse leidmiseks), kuid mitte nii hästi sajuala liikumise leidmiseks, kuna sademeosakeste liikumise kiirus võib kõrguse muutudes palju erineda.