Společný experiment s polarizací - Joint Polarization Experiment

Společný experiment s polarizací
	WSR-88D, předmět JPOLE
Země původu	USA
Představený	1988
Ne. postavený	160
Typ	Radar počasí
Frekvence	2900 MHz (pásmo S);
PRF	300 - 1200 Hz
Šířka paprsku	0.95°
Rozsah	460 km
Průměr	8,51 m
Azimut	0-360°
Nadmořská výška	-1°— 20°
Napájení	750 kW

The Společný experiment s polarizací (JPOLE) byl testem pro hodnocení výkonu systému WSR-88D za účelem úpravy zahrnout duální polarizace. Tento program byl společným projektem Národní meteorologická služba (NWS) Federální letecká správa (FAA) a Americké letectvo Meteorologická agentura (AFWA), která se konala v letech 2000-2004. Výsledkem je modernizace celé sítě meteorologických radarů v EU Spojené státy přidáním dvojí polarizace pro lepší určení typu hydrometeor a množství, která klesla.^[3]

Dějiny

Během let předcházejících JPOLE NCAR byl mezi prvními centry v terénu, kteří využili dvojí polarizaci pro meteorologický radar, s pracovníky Dušanem S. Zrnicem a Alexandrem V. Ryžkovem. V červenci 2000 se na konferenci JPOLE uskutečnilo první plánovací setkání NSSL Bylo zjištěno, že projekt bude probíhat ve dvou fázích:

Více sezónní sběr dat s dvojitou polarizací pomocí speciálně upraveného radaru NEXRAD z jara 2002;
druhá, intenzivnější pozorovací kampaň začínající na jaře 2003 s několika přístroji (jinými radary, meteorologické stanice, pozorovatelé a lety in-situ v mezní vrstvě pro srovnání s údaji z radaru vybaveného JPOLE. Všechna tato data byla poté analyzována, aby bylo možné operativně určit proveditelnost konceptu dvojí polarizace a prokázat náklady / přínosy modifikace sítě NEXRAD. Druhá fáze navíc přinesla vědecký pokrok v této oblasti.

Popis

JPOLE byl zaveden pomocí a testovací postel NEXRAD meteorologický radar namontován v Norman, Oklahoma, z důvodu Národní laboratoř silných bouří (NSSL). Signál z jeho vysílače byl rozdělen na dvě části, aby se získal konvenční signál horizontální polarizace a vertikální polarizace.^[4] Signály byly vysílány do antény dvěma vlnovody a mohl současně vysílat dva signály a dále přijímat ozvěny vrácené modulem srážky ve vyzařovaných nebo ortogonálních rovinách.^[5]

Obecně platí, že většina hydrometeorů má horizontálně větší osu (například kapky deště se při pádu stanou obláty kvůli odporu vzduchu). Z tohoto důvodu má dipolární osa molekul vody sklon k horizontálnímu vyrovnání a jako takový bude radarový paprsek obecně horizontálně polarizován, aby využil vlastnosti maximálního návratu. Pokud pošleme současně puls s vertikální polarizací a další s horizontální polarizací, můžeme si všimnout rozdílu několika charakteristik mezi těmito výnosy:^[6]

Diferenciální odrazivost ( ${ displaystyle Z_ {dr}}$ )

Pokud mají cíle zploštělý tvar, získáním vzorků se dvěma vlnami [z nichž jedna je vertikální polarizace (V) a druhá horizontální (H)] získáme silnější intenzity vracející horizontální osu. Na druhou stranu, pokud jsou ortogonální výnosy stejné, znamená to kulatý cíl. Tomu se říká diferenciální odrazivost, nebo ( ${ displaystyle Z_ {dr}}$ ).

Korelační koeficient ( ${ displaystyle rho _ {hv}}$ )

Radarový paprsek snímá větší nebo menší objem v závislosti na charakteristikách vysílací antény. Vrátí se průměr vln odražených jednotlivými cíli v objemu. Vzhledem k tomu, že cíle mohou vzájemně měnit časovou polohu, zůstává intenzita vln V a H konstantní pouze tehdy, pokud si cíle zachovají homogenitu. Poměr intenzity mezi H a V kanály vracejícími se z postupných vzorků se nazývá korelační koeficient ( ${ displaystyle rho _ {hv}}$ ), a proto poskytuje představu o homogenitě nebo jejich nedostatečném dosažení cílů ve zkoumaném objemu.

Diferenciální fázový posun ( ${ displaystyle K_ {dp}}$ )

Fáze vlny se mění, jak prochází médiem různé hustoty. Porovnáním rychlosti fázové změny zpětné vlny se vzdáleností, specifickou diferenciální fází ${ displaystyle K_ {dp}}$ může pomoci ochutnat množství projetého materiálu.^[7]

Reference

^ „Produkty NOAA NEXt-Generation RADar (NEXRAD) - Data.gov“. catalog.data.gov.
^ „Weather Radar Technology Beyond NEXRAD“. 31. července 2002. doi:10.17226/10394. ISBN 978-0-309-08466-6. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
^ Scharfenberg, Kevin A .; Miller, Daniel J .; Schuur, Terry J .; Schlatter, Paul T .; Giangrande, Scott E .; Melnikov, Valery M .; Burgess, Donald W .; Andra, David L .; Foster, Michael P .; Krause, John M. (1. října 2005). „Společný experiment s polarizací: polarimetrický radar při předpovědi a rozhodování o varování“. Počasí a předpovědi. 20 (5): 775–788. Bibcode:2005WtFor..20..775S. doi:10.1175 / waf881.1.
^ Service, US Department of Commerce, NOAA, National Weather. "Kontaktujte nás". www.weather.gov.
^ Ryzhkov, Alexander V .; Schuur, Terry J .; Burgess, Donald W .; Heinselman, Pamela L .; Giangrande, Scott E .; Zrnic, Dušan S. (1. června 2005). „Společný experiment s polarizací: Polarimetrická měření srážek a klasifikace hydrometeorů“. Bulletin of American Meteorological Society. 86 (6): 809–824. Bibcode:2005 BAMS ... 86..809R. doi:10,1175 / bams-86-6-809.
^ http://cimms.ou.edu/~schuur/jpole/JPOLE_Overview_Report.pdf
^ „Polarimetrická radarová stránka“. www.cimms.ou.edu.

[1] „Produkty NOAA NEXt-Generation RADar (NEXRAD) - Data.gov“. catalog.data.gov.

[2] „Weather Radar Technology Beyond NEXRAD“. 31. července 2002. doi:10.17226/10394. ISBN 978-0-309-08466-6. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)

[3] Scharfenberg, Kevin A .; Miller, Daniel J .; Schuur, Terry J .; Schlatter, Paul T .; Giangrande, Scott E .; Melnikov, Valery M .; Burgess, Donald W .; Andra, David L .; Foster, Michael P .; Krause, John M. (1. října 2005). „Společný experiment s polarizací: polarimetrický radar při předpovědi a rozhodování o varování“. Počasí a předpovědi. 20 (5): 775–788. Bibcode:2005WtFor..20..775S. doi:10.1175 / waf881.1.

[4] Service, US Department of Commerce, NOAA, National Weather. "Kontaktujte nás". www.weather.gov.

[5] Ryzhkov, Alexander V .; Schuur, Terry J .; Burgess, Donald W .; Heinselman, Pamela L .; Giangrande, Scott E .; Zrnic, Dušan S. (1. června 2005). „Společný experiment s polarizací: Polarimetrická měření srážek a klasifikace hydrometeorů“. Bulletin of American Meteorological Society. 86 (6): 809–824. Bibcode:2005 BAMS ... 86..809R. doi:10,1175 / bams-86-6-809.

[6] ttp://cimms.ou.edu/~schuur/jpole/JPOLE_Overview_Report.pdf

[7] „Polarimetrická radarová stránka“. www.cimms.ou.edu.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]