ในด้านอุตุนิยมวิทยาและการพยากรณ์อากาศจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทราบปริมาณน้ำฝนที่จะเกิดขึ้นในพื้นที่เฉพาะล่วงหน้าเพื่อที่หากจำเป็นให้ใช้มาตรการป้องกันในกรณีที่เกิดสถานการณ์อันตราย ในการทำเช่นนี้มีอุปกรณ์ที่สามารถบ่งชี้และตรวจสอบปริมาณน้ำฝนในพื้นที่เฉพาะได้อย่างต่อเนื่อง เป็นที่รู้จักกันในชื่อเรดาร์ปริมาณน้ำฝน
คุณต้องการทราบว่าพวกเขาทำงานอย่างไรและใช้ทำนายปริมาณน้ำฝนได้อย่างไร?
เรดาร์ฝน
สำหรับผู้ที่ยังไม่รู้จักคำว่า radar มาจากคำย่อภาษาอังกฤษ การตรวจจับวิทยุและช่วง. ซึ่งย่อมาจาก "การตรวจจับและการวัดระยะทางวิทยุ" เรดาร์อยู่หลายที่เช่นกล้องจับความเร็ว ในอุตุนิยมวิทยามีการใช้เรดาร์ประเภทต่างๆเพื่อตรวจสอบสถานการณ์ในชั้นบนของบรรยากาศและ รู้วิวัฒนาการของระบบบรรยากาศ
เรดาใช้ระบบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้สามารถวัดระยะทางทิศทางระดับความสูงและความเร็วของวัตถุทั้งแบบคงที่และเคลื่อนที่ ด้วยวิธีนี้พวกเขาสามารถตรวจสอบยานพาหนะเครื่องบินเรือ ฯลฯ ในกรณีนี้ใช้เพื่อประเมินการก่อตัวทางอุตุนิยมวิทยาและมีการติดตามการเคลื่อนไหวของเมฆอย่างต่อเนื่อง
การทำงานของมันค่อนข้างง่าย พวกมันสร้างพัลส์วิทยุและสิ่งนี้จะสะท้อนให้เห็นในเป้าหมายโดยได้รับจากตำแหน่งเดียวกันของตัวปล่อย ขอบคุณสิ่งนี้ คุณสามารถรับข้อมูลมากมายเกี่ยวกับตำแหน่งของเมฆความหนาแน่นและรูปร่างของพวกมัน หากพวกเขากำลังเติบโตหากพวกเขากำลังจะทำให้เกิดฝนตก ฯลฯ
องค์ประกอบของเรดาร์
ที่มา: Euskalmet.com
เรดาร์ทั้งหมดต้องการองค์ประกอบหลายประเภทเพื่อให้การทำงานถูกต้อง การใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้ที่เรดาร์ส่งช่วยให้สามารถมองเห็นวัตถุในระยะไกลได้ เหนือสิ่งอื่นใดไม่เพียง แต่คุณสามารถทราบตำแหน่งของเมฆในสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้เท่านั้น แต่ยังให้ข้อมูลที่เป็นเสียงอีกด้วย
ส่วนประกอบหลักที่เรดาร์ต้องการสำหรับการทำงานคือ:
- เครื่องส่ง ใช้เพื่อสร้างสัญญาณความถี่สูงที่จะส่งในภายหลัง
- เสาอากาศ. เสาอากาศมีหน้าที่ในการส่งและรับสัญญาณความถี่สูงนั้นซึ่งจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของเมฆ
- ผู้รับ อุปกรณ์นี้ใช้ในการตรวจจับและขยายสัญญาณที่รับโดยเสาอากาศเพื่อให้ชัดเจน
- ระบบ ที่อนุญาตให้แสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการวัด
เรดาร์ดอปเลอร์
Doppler radar เป็นระบบที่สามารถวัดตัวแปรต่างๆบนวัตถุเดียวกันได้ สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับ เส้นทางระยะทางและความสูงของวัตถุนอกจากจะตรวจจับได้ถึงความเร็วแล้ว ด้วยเรดาร์ประเภทนี้นักอุตุนิยมวิทยาสามารถทราบถึงพลวัตของเมฆและทำให้ทราบเส้นทางที่มีรูปร่างและความน่าจะเป็นที่จะทำให้เกิดฝน
เรดาร์ดอปเปลอร์แบบพัลซิ่งจะขึ้นอยู่กับการปล่อยพัลส์สามพัลส์ที่ความถี่หนึ่งและโดยใช้เอฟเฟกต์ดอปเลอร์สามารถทราบความเร็วตามขวางสัมพัทธ์ของวัตถุนั้นที่จะวัดได้ เนื่องจากเรดาร์ประเภทนี้วัดระยะทางได้ไม่ดีจึงไม่มีประโยชน์มากที่จะทราบตำแหน่งที่แน่นอนของวัตถุ
รากฐานทางทฤษฎีของเรดาร์
ที่มา: pijamasurf.com
เพื่อให้เข้าใจการทำงานของเรดาร์ตกตะกอนอย่างถูกต้องจำเป็นต้องรู้พื้นฐานทางทฤษฎี เรดาร์เหล่านี้ทำหน้าที่ในการเคลื่อนที่ของวัตถุที่เกี่ยวข้องกับเรดาร์ในส่วนประกอบที่ตั้งฉากกับทิศทางของแสง การเคลื่อนไหวนี้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อแสงตกกระทบพวกมัน นั่นคือเมื่อแสงแดดตกกระทบกับวัตถุที่จะศึกษา ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมานั้นแตกต่างกันไป ด้วยรูปแบบนี้เรดาร์สามารถทราบตำแหน่งหัวเรื่องและความเร็วของวัตถุในกรณีนี้คือเมฆ
เมื่อเมฆเข้าใกล้เรดาร์มันจะส่งผลเชิงบวกต่อความถี่ของคลื่นที่ปล่อยออกมาก่อนหน้านี้ ในทางตรงกันข้ามเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ออกจากเรดาร์วัตถุนั้นจะมีอิทธิพลเชิงลบ ความแตกต่างระหว่างความถี่ที่ปล่อยและรับคือ ผู้ที่อนุญาตให้คำนวณความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่
ความโค้งของโลก
ที่มา: Slideplayer.es
คุณคงเคยคิดว่ามันจะวัดตำแหน่งของวัตถุในระยะทางไกลได้อย่างไรถ้าโลกกลมและไม่แบน วัตถุที่อยู่ไกลเกินไปจะถูก "ตี" ด้วยความโค้งของโลก ในการกำหนดระดับความสูงของวัตถุ ต้องคำนึงถึงความโค้งของโลกด้วย. วัตถุที่อยู่ไกลกว่าและใกล้พื้นดินไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยเรดาร์ประเภทนี้เนื่องจากอยู่ต่ำกว่าขอบฟ้า
สิ่งที่มีประโยชน์ที่สุดเกี่ยวกับเรดาร์นี้คือคุณสามารถรับข้อมูลสภาพอากาศแบบเรียลไทม์ได้ นั่นคือคุณสามารถทราบสถานการณ์ในบรรยากาศตลอดเวลาเพื่อทำนายความรุนแรงของปริมาณน้ำฝน ความเป็นไปได้ของลูกเห็บความปั่นป่วนพายุทิศทางและความแรงของลม ฯลฯ
การตีความภาพเรดาร์
เมื่อทำการวัดด้วยเรดาร์ปริมาณน้ำฝนจะได้ภาพพร้อมข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับ ภาพจะต้องได้รับการตีความอย่างถูกต้องสำหรับการคาดการณ์ในภายหลัง ภาพมีตำนานทางด้านขวาซึ่งระบุค่าของสีตามการสะท้อนแสงของน้ำที่สามารถตกตะกอนได้
ขึ้นอยู่กับประเภทของเมฆที่อยู่บนท้องฟ้าสามารถมองเห็นสีหนึ่งสีหรือสีอื่น ๆ ในภาพ:
เมฆสตราโตคิวมูลัส เมฆเหล่านี้ประกอบด้วยหยดน้ำอย่างครบถ้วน หยดน้ำมีขนาดเล็กมากจึงให้สัญญาณต่ำมาก
Altocumulus เมฆที่มีความสูงระดับกลางเหล่านี้มีระดับเยือกแข็งสูงพอที่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งและละอองน้ำที่เย็นจัด ผลึกน้ำแข็งทำให้สัญญาณเรดาร์มีขนาดใหญ่ขึ้น
หยาดน้ำฟ้า. เมื่อมีการพยากรณ์ฝนเป็นเพราะในเรดาร์ปริมาณน้ำฝนสามารถสังเกตได้ว่าผลึกน้ำแข็งในชั้นบรรยากาศเติบโตได้อย่างไรจนกระทั่งตกลงมา การสะท้อนของเรดาร์จะเพิ่มขึ้นเมื่อผลึกน้ำแข็งละลายเป็นน้ำเนื่องจากค่าคงที่ของน้ำเหลวเป็นอิเล็กทริกมากกว่าน้ำแข็ง
Stratocumulus ที่มีละอองฝนขนาดเล็ก เมฆเหล่านี้สามารถมองเห็นได้หากชั้นสตราโตคิวมูลัสมีความหนาหลายร้อยเมตร เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นจะมีการสร้างละอองน้ำขนาดเล็กที่สามารถเติบโตได้หากความไม่แน่นอนของบรรยากาศยังคงดำเนินต่อไป
เรดาร์ของ AEMET
หน่วยงานอุตุนิยมวิทยาของรัฐ มีเรดาร์ปริมาณน้ำฝนที่คอยตรวจสอบสถานการณ์ในชั้นบรรยากาศตลอดทั้งกลางวันและกลางคืน ให้ข้อมูลเกี่ยวกับเมฆทิศทางความเร็วและระดับความสูง ด้วยเรดาร์นี้ทำให้สามารถคาดการณ์ฝนได้ล่วงหน้าหลายวัน
ที่นี่ คุณจะสามารถเห็นภาพแบบเรียลไทม์ที่เรดาร์ AEMET แสดงให้เราเห็นเหนือคาบสมุทร
ด้วยข้อมูลนี้คุณจะสามารถทราบได้ว่าเรดาร์ปริมาณน้ำฝนทำงานอย่างไรและนักอุตุนิยมวิทยาจะทำความรู้จักกับพลวัตของบรรยากาศด้วยความแม่นยำดังกล่าวได้อย่างไร