Çoğumuz hava durumu verilerini toplamanın geleneksel yöntemlerine aşinayız, ancak meteorolojide radar teknolojisini kullanmanın öneminin farkında değiliz. Peki hava durumu radarı tam olarak nedir ve nasıl çalışır?
Radar teknolojisi, kökeni bilim adamı Heinrich Hertz’in radyo sinyallerinin nesnelerden yansıtılabileceğini gösterdiği 1886 yılına kadar uzanan bir süredir var. Ad, “Radio Detection And Ranging” teriminin kısaltmasıdır.
Radar operatörleri, II.Dünya Savaşı sırasında düşman uçaklarını tespit etmek için kullanırken, sistemlerinin yağmuru da algılayabildiğini keşfettiler, bu da birçok durumda düşman hedeflerinin gizlenmesine neden oldu.
Savaştan sonra, bazı sistemler bilim adamları tarafından yağış tespiti ile deneyler yapmak için kullanılmaya devam etti. Zamanla bu, dünya çapında hükümetler ve meteoroloji kurumları tarafından hava durumu radarlarının uygulanmasına yol açar.
Bu, bu makalenin ana odak noktalarından biri olacaktır. Amaç, bir hava durumu radarının ne olduğunu, özelliklerini ve tüm meteorolojik amaçlar için nasıl kullanıldığını tam olarak açıklamak ve göstermektir.
Hava Radarı Nedir?
Hava durumu radarı, yağmur, dolu ve kar gibi farklı yağış biçimlerini tespit etmek ve resmetmek için gözlemsel bir ekipmandır . Bunu elektromanyetik veya mikrodalgalar göndererek ve ardından geri yansıyan sinyalleri (yankılar da denir) alıp analiz ederek yapar .
Hava Radarının Özellikleri
Bir tişörtün üzerinde oturan dev bir golf topu hayal edin. Ekteki resmin açıkça gösterdiği gibi, bir hava durumu radarının neye benzediğini artık çok iyi biliyorsunuz.
Hava durumu radarları, özel amaçlarına, kullanılan teknoloji türüne ve çevredeki arazinin topografyasına bağlı olarak farklı küre boyutlarında ve kule yüksekliklerinde gelir.
Kulenin tepesinde yer alan kubbe şeklindeki küreye radom adı verilir. Kubbenin ortasına yerleştirilmiş dönen anten / çanağı barındırır.
Hava Radarı Nasıl Çalışır?
Çanak dönerken maksimum 230 km (143 mil) mesafeye kadar radyo (elektromanyetik / mikrodalga) dalgaları gönderir . Sinyal herhangi bir yağışla (yağmur, dolu veya kar) karşılaşırsa , yansıyan sinyali (yankı da denir) yorumlayan radar kulesine geri yansıtılır . Radar, yansıyan dalganın özelliklerinden çok şey belirleyebilir.
Yankının gönderene geri dönmesi için geçen süre, yağışın radardan ne kadar uzakta olduğunu gösterir. Öte yandan yankının gücü, karşılaşılan yağış türü (yağmur, dolu veya kar) hakkında güçlü bir fikir verir .
Bu, bir radardan diğerine değişmekle birlikte, normalde her altı ila on dakikada bir yaklaşık bir frekansla bir sinyal gönderilir. Ortaya çıkan hareketli radar görüntüsü otuz dakikalık bir döngü oluşturur.
Bir radar görüntüsü size net ve kesin bir öngörüde bulunmasa da, yağışın nerede olduğunu ve hangi yönde hareket ettiğini gösterir.
Modern hava durumu sistemlerinde, bir hava durumu radarı tarafından yakalanan sonuçlar, bir ekran üzerinde renkli bir görüntü olarak görüntülenir.
Çökeltinin yoğunluğunu göstermek için bir renk skalası kullanılır. Genellikle en yoğun yağış şekli siyahla gösterilir. (Çoğu durumda, siyah dolu anlamına gelir.)
Renk ölçekleri, yalnızca yoğunluğu değil, yağış miktarını da belirtmek için kullanılır. İki terim genellikle birbirinin yerine kullanılır ve bu kafa karıştırıcı olabilir.
Her rengin o belirli görüntü için ne anlama geldiğini doğrulamak için her radar görüntüsüne eşlik eden hava durumu ölçeğini okuduğunuzdan emin olun.
Her radar görüntüsünün, görüntünün altında Evrensel (Greenwich) Saatine veya UTC’ye göre bir zaman damgası vardır. Bu, dünyanın neresinde veya hangi saat diliminde olurlarsa olsunlar, resmi görüntüleyen herkesin görüntünün ne zaman oluşturulduğunu bilmesine yardımcı olur.
Hava Radarının Sınırlamaları
Hava durumu radarının tüm avantajları ve faydaları ile, eksiklikleri veya sınırlamaları vardır. İşte en önemli dezavantajlardan birkaçı:
Bir hava durumu radarının optik menzili 5 – 200 kilometre (3 –124 mil) ile sınırlıdır . Bu, esas olarak dünyanın eğriliğinden kaynaklanmaktadır. Radar ışını düz bir çizgide hareket eder, yani maksimum menzilinin ötesinde, yer yüzeyine yakın nesneleri tespit edemez.
Önceki noktanın bir sonucu olarak, radar, havada optik sınırının ötesinde çok daha yüksek olan yağışları algılayabilir. Ancak bu, yüzeydeki koşulları yansıtmaz ve sonuç olarak yanlış bir okuma verebilir.
Genellikle radarın ışınının altına düştüğü için yere yakın olan çiseleyen yağmurları toplamak zordur ve damlacıklar bazen tespit edilemeyecek kadar küçüktür (sinyali geri döndürmek zordur) .
Bir hava durumu radarı, radarın kendisine çok yakın veya üstünde olan yankıları algılayamaz. Bu, “sessizlik konisi” olarak bilinen şeye denk geliyor.
Bazen bir radar, gerçekte kuş, duman veya böcek sürüleri olan yağış olarak algılanan şeyi “yanlış bir şekilde” tespit edebilir.
Radar ışınları, yüksek binalar ve dağlar gibi kalıcı armatürler tarafından “göremez” ve engellenir Bu, meteoroloji radarlarının geniş açık alanlarda konumlandırılmasının ana nedenlerinden biridir.
Doppler Hava Durumu Radarı
Radar teknolojisindeki gelişmeler, geleneksel radarın işlevselliğine katkıda bulunmamızı sağladı. Doppler radar sistemi böyle bir durumdur. Peki bir Doppler radarı nasıl çalışır?
Doppler Hava Durumu Radarı
Bir Doppler radarı, rüzgarın yönünü ve hızını ve sonuç olarak havanın hareket ettiği yönü ölçme yeteneğine sahip olarak geleneksel hava durumu radar sistemlerinin yeteneklerine katkıda bulunur. (Çoğu modern hava durumu radar sistemi Doppler radarlarıdır.)
Bir nesnenin frekansını ölçerek rüzgar yönünü ve hızını ölçebilir. Nesnenin hareketinin, geri dönen sinyalin frekansını nasıl değiştirdiğini analiz eder. (Buna Doppler etkisi denir) .
Daha spesifik olarak, frekansın perdesini ölçer. Radara doğru hareket eden bir nesne, geri dönen frekansı sıkıştırarak daha yüksek bir perdeye neden olur. Radardan uzaklaşan bir nesne, geri dönen frekansı “uzatarak” daha düşük bir perde yaratır.
Kısacası, daha yüksek bir frekans, bir nesnenin (örneğin yağmur) radara doğru hareket ettiği anlamına gelir . Daha düşük frekans, bir nesnenin radardan uzaklaştığı anlamına gelir.
Bu yetenek, Doppler etkisini uygulayan modern hava durumu radarlarının çok önemli bir işlevidir. Meteorologların, bir hava sisteminin hareket ettiği yönü çok daha büyük bir kesinlikle belirlemelerine olanak tanır.
Uygulamada, açık hava etkinlikleri düzenleyicileri tarafından etkinlikleri daha iyi planlamak ve ayarlamak için kullanılır. Ayrıca, havanın büyük rol oynadığı sporlarda da (kriket ve motor sporları gibi) kullanılır . Yağmurun gelip gelmeyeceğini ve ne kadar çabuk geleceğini bilmek, planlama ve stratejilerinin hayati bir parçası haline geldi.
