Jak działa radar meteorologiczny?
Radar meteorologiczny (radar pogodowy) to urządzenie magnetronowe sondujące atmosferę przy użyciu impulsów fal elektromagnetycznych o dużej częstotliwości. Urządzenie to posiada obrotową antenę do nadawania oraz odbioru fal, które wracają. W istocie zasada działania radaru meteo opiera się o wiązki fal elektromagnetycznych wysyłanych w różnych elewacjach w kierunku obiektów (tzw. hydrometeorów - cząstek składu chmury takich jak krople wody, grad), które te fale mogą odbić. Tak odbite fale nazywane są echem radarowym. Parametry impulsu wysyłanego przez radar muszą być odpowiednio dobrane do jego zasięgu, by mógł on zostać odebrany i przetworzony. Jednym z fundamentów działania radaru jest kształt i kierunek emitowania wiązki fal. Radary meteo wysyłają w kierunku chmur wiązkę w kształcie stożka, której promień jest większy im większa jest odległość od radaru. Radar meteorologiczny może skanować atmosferę zarówno w przekroju poziomym jak i pionowym.
Radary IMGW-PIB skanują atmosferę całodobowo co 5 minut i zbierają dane skanu pionowego na kącie 270 stopni, dane z radaru dopplera do 125 km (pomiar wiatru) oraz dane dalekiego zasięgu do 250 km (pomiar opadów).
Jak czytać dane radarowe?
Mozaiki radarowe widoczne na różnego rodzaju mapach to kompozycje obrazów tworzonych przez oprogramowanie przetwarzające odbite fale radiowe tzw. echo. Mapy zbiorcze, które udostępnia IMGW-PIB tworzone są na bazie danych z radarów w: Świdwinie, Gdańsku, Legionowie, Rzeszowie, Brzuchani k. Krakowa, Ramży, Pastewniku, Poznaniu, Użrankach oraz radaru na Górze Świętej Anny.
Fale odbite przetwarzane są na surowe dane, na podstawie których tworzona jest graficzna prezentacja echa. Do tak wygenerowanej graficznej formy echa radarowego dołączona jest zazwyczaj legenda w postaci tęczy kolorów wraz z wartościami liczbowymi w skali dBZ. Interpretacja takiego obrazu dla potrzeb określenia rodzaju opadu, jego intensywności lub w ogóle do określenia sytuacji czy opad występuje nad danym obaszarem czy nie, jest wbrew pozorom bardzo prosta. Obowiązuje przy tym zasada im większa wartość dBZ tym większy (intensywniejszy opad).
Przestudiujmy legendę widoczną przy obrazach echa CMAX (odbiciowość maksymalna) oraz CAPPI (poziomy skan na wysokości 1 km n.p.m.):
Legenda obrazu echa radarowego jest w postaci tęczy kolorów. Kolory zaczynają się od ciemnego odcienia niebieskiego, a końcczą na kolorze fioletowym, który oznacza wartość dBZ 50 i więcej. Im większa wartość dBZ tym większy opad. Ostatnie kolory legendy (wraziste odcienie fioletu) oznaczają silny lub nawalny opad deszczu lub grad, który generują głównie komórki burzowe.
Produkty radarowe, czyli co to CMAX?
- CMAX (Column Maximum) - odbiciowość maksymalna, czyli największe zmierzone wartości dla płaszczyzny poziomej.
- CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator) - odbiciowość na danej wysokości w płaszczyźnie poziomej.
- PAC (Precipitation Accumulation) - dane zbiorcze sumy opadów za godzinę (oparty o SRI).
- SRI (Surface Rainfall Intensity) - dane zbiorcze natężenia opadów na określonej wysokości.
- ZHAIL - służy do procentowego określania prawdopodobieństwa wystąpienia gradu.