В тази публикация ви представяме метеорологичния радар, инструмент, който като пилоти ни позволява да разберем по-добре атмосферните условия по нашия маршрут. Ако сте от онези, които като мен търсят алтернативни източници на метеорологична информация, радарът може да бъде добър съюзник.

Метеорологичният радар или Доплеровият радар е инструмент, използван за откриване на валежи, бури и други атмосферни явления като торнадо. RADAR е акроним на английския термин RAdio Detection And Ranging.

Как работи метеорологичният радар?
Метеорологичният радар излъчва импулси от енергия под формата на електромагнитни вълни, които преминават през атмосферата. По време на разпространението си вълните се сблъскват с обекти като водни капчици, градушка, частици и др… и част от енергията се отразява в посоката на радара.

Радарът редува периоди на излъчване с периоди на „слушане“, в които измерва енергията, идваща от отраженията. Тези отражения са известни като ехо или връщане (echo / return).

Всеки излъчен импулс продължава приблизително 0,00000157 секунди, докато всеки период на „слушане“ продължава 0,00099843 секунди. В рамките на един час радарът излъчва в продължение на 7 секунди и остава постоянно да слуша в продължение на 59 минути и 53 секунди.

От полученото ехо доплеровият радар е в състояние да идентифицира:

Посоката на обекта, произвел ехото, която е същата посока, в която е била обърната антената, когато е бил излъчен импулсът.
Разстоянието до обекта, което се изчислява, като се вземе предвид времето, необходимо на импулса да достигне до него и на ехото да се върне (и двете се движат със скоростта на светлината).
Възможното движение на обекта по посока на радара или встрани от него. Засичането на движение се извършва чрез измерване на фазата на отразената вълна (ефект на Доплер).
Видът на обекта: умерен дъжд, дъжд, градушка и др.

Доплеровият радар извършва хоризонтално сканиране на 360º, за да изпрати енергия и да измери ехото във всички посоки на хоризонта. В допълнение, това сканиране се извършва за различни наклони на антената (0,5º, 1,5º, 2,4º, 3,4º и т.н…), за да позволи на енергийните лъчи да достигнат различни височини и да открият валежите, които се записват при всяка от тях. .

Наборът от наклони на антената, за които се извършва хоризонтално сканиране в поредица от измервания, е известен като модел на обемно покритие (VCP). Метеорологичният радар използва различни VCP в зависимост от атмосферните условия, т.е. прави измервания за различни наклони на антената в зависимост от времето.

След като измерванията на ехото са завършени за всички наклони на антената, определени от използвания VCP, радарът може да изгради изображение на интензитета на валежите за всяка надморска височина и във всички посоки на хоризонта.

Модел на покритие на обема

Ако погледнем графиката, която показва набора от наклони на антената, които са част от един от често използваните VCP (VPC21), можем да направим следните заключения:

Енергийните лъчи се разширяват, докато се отдалечават от местоположението на радара.
Енергийните лъчи се извиват леко към по-високи височини.
Докато се отдалечаваме от радара и поради кривината на енергийния лъч и наклона на антената, ще измерваме ехото на частици, които са на по-голяма надморска височина.
Всеки наклон на антената се превръща в различен обхват на радара както по отношение на разстояние, така и по височина. Например, измерванията при наклон от 19,5º могат да достигнат 70 000 фута, докато наблюденията при 0,5º достигат нива малко над 20 000 фута.

Това е описанието на това как работи Доплеровият радар. Не исках да правя теоретична дисертация, а по-скоро да положа основите, така че като пилоти да можем да извличаме информация от изображенията, които Доплеровият радар ни предлага.

Но каква информация ни предоставя метеорологичният радар като пилоти?
На първо място, трябва да кажем, че метеорологичният радар е инструмент за наблюдение, а не инструмент за прогнозиране и следователно ни показва ситуацията с валежите, когато данните са заснети (обхват).

Въпреки това, като видим как маса от валежи се развива с течение на времето, можем да „предскажем“ какво ще бъде бъдещото й поведение: ще остане ли на позицията си? Ще се движи ли към нашия маршрут? И най-важното, можем ли да планираме полета така, че да избегнем онези райони с бури и силни валежи?
Данните, събрани от радара, се представят в различни формати на дисплея. По-долу описваме две от най-важните за планирането на полета и се позоваваме на някои други, които също са извлечени от измерванията, направени от Доплеров радар.

Отразяемост
Диаграмата на отражателната способност измерва мощността, върната при всяко движение, тоест силата на ехото. Предлага ни информация за вида на валежите и тяхната интензивност.

Има два вида диаграми на отразяване:

Основна отразяваща способност: Представлява на карта измерването на радарното ехо за конкретен наклон на антената. Обикновено 0,5º.
Композитна отразяваща способност: Групира измерванията, направени при всички наклони на антената и представлява ехото с най-висока мощност на карта.
Базовата диаграма ни позволява да получим по-подробна информация за площта на пространството, покрита от специфичен наклон на радар, докато композитната диаграма на отразяване е в състояние да представи валежите, независимо от надморската височина, на която се появяват (в обхвата на покритие).

Мощността, получена в ехото, се измерва в нормализирани децибели (dBZ), които обикновено се представят на картата с помощта на цветна скала. Всеки продукт и национален радар може да използва различна цветова скала, но можем да вземем следната справка.

Отразяемост > 60 dBZ – Сериозни валежи и възможна градушка
Отразяемост > 45 dBZ – Силни валежи
Отразяемост > 30-35 dBZ – Умерени валежи
Отразяемост > 20 dBZ – Леки валежи