Đề cương ôn tập Môn : Khí tượng Radar

Chương 1 Sóng điện từ và sự lan truyền song điện từ trong không gian Sóng điện từ : là sự biến đổi qua lại của điện trường và từ trường dần dần lan rộng trong không gian từ bản tụ này sang bản tụ kia Khi hai bản tụ rời xa nhau thì chúng chở thàng angten phát và angten thu Mối quan giữa các thong số đặc trưng cho song điện từ biểu diễn qua công thức Sóng điện từ lan truyền trong chân không theo quỹ đạo thẳng với tốc độ bằng tốc độ ánh sang ~3.108 Chu kì dao động thay đổi 〖10〗(10) đến 〖10〗(6) giây Người ta sử dụng song điện từ có tần số hang ngàn Hz trở lên gọi là song vô tuyến Sự tán xạ của sóng điện từ Trên đường lan truyên khi gặp mục tiêu sóng điện từ bị tán xạ hay phản xạ một phần lại về phía song điện từ phát Năng lượng phản xạ về radar phụ thuộc vào : kích thước , tính chất , hình dáng và sự bố trí của mục tiêu Diện tích tán xạ hiệu dụng là diện tích mặt phản xạ đặt vuông góc với đường truyền song , phản xạ toàn bộ năng lượng chiếu tới nó theo mọi hướng Khúc xạ điên từ Là sự lan truyền của song điện từ bị uống cong quỹ đạo do ảnh hưởng của môi trường truyền tới Quỹ đạo cong về phía mặt đất bằng ¼ độ cong bề mặt n =cv (n :chỉ số khúc xạ, chiết suất môi trường , v : vận tốc sóng) Để đơn giản hóa bài toán .Độ khúc xạ tính bằng : N=(n1).106 Độ khúc xạ phụ thuộc vào nhiệt độ , khí áp và hơi nướ

Đề cương ôn tập Môn : Khí tượng Radar Người soạn : Johny Lê  1.1 •      • • • • • • • • • • Chương Sóng điện từ lan truyền song điện từ không gian Sóng điện từ : biến đổi qua lại điện trường từ trường lan rộng không gian từ tụ sang tụ Khi hai tụ rời xa chúng chở thàng angten phát angten thu Mối quan thong số đặc trưng cho song điện từ biểu diễn qua công thức Sóng điện từ lan truyền chân không theo quỹ đạo thẳng với tốc độ tốc độ ánh sang ~3.10^8 Chu kì dao động thay đổi đến giây Người ta sử dụng song điện từ có tần số hang ngàn Hz trở lên gọi song vô tuyến Sự tán xạ sóng điện từ Trên đường lan truyên gặp mục tiêu sóng điện từ bị tán xạ hay phản xạ phần lại phía song điện từ phát Năng lượng phản xạ radar phụ thuộc vào : kích thước , tính chất , hình dáng bố trí mục tiêu Diện tích tán xạ hiệu dụng diện tích mặt phản xạ đặt vuông góc với đường truyền song , phản xạ toàn lượng chiếu tới theo hướng Khúc xạ điên từ Là lan truyền song điện từ bị uống cong quỹ đạo ảnh hưởng môi trường truyền tới Quỹ đạo cong phía mặt đất ¼ độ cong bề mặt n =c/v (n :chỉ số khúc xạ, chiết suất môi trường , v : vận tốc sóng) Để đơn giản hóa toán Độ khúc xạ tính : N=(n-1).10^6 Độ khúc xạ phụ thuộc vào nhiệt độ , khí áp nước : • • • • • • • • • • • • • • • • • o o o • o o o • • • • N= (p+4180) T : nhiệt độ không khí P :khí áp e : áp suất nước Sự suy giảm song điện từ từ lan truyền không khí Sự suy giảm không khí Sự suy giảm lớn : chất khí nước ,ôxy Mật độ nước oxy khí lớn mức độ suy giảm nhiều Tỷ nghịch với bước sóng ,phụ thuộc vào tần số song,quãng đường di chuyển Sự suy giảm mây Tỷ lệ nghịch với bước sóng ,và nhiệt độ loại mây nước Tỉ lệ nghịch với bước sóng , tỷ lệ thuật với nhiệt độ loại mây băng Mây nước độ suy giảm lớn nhiều so với mây bang Sự suy giảm mưa Tỷ lệ nghịch với bước sóng Cường độ mưa lớn độ suy giảm lớn Sự suy giảm mưa lớn mây nhiều 1.6 Mục tiêu khí tượng Khái niệm mục tiêu Mục tiêu khí tượng khối cấu tạo mà tập hợp hạt nước với trạng thái khác Mục tiêu khí tượng radar chủ yếu mây mưa Mục tiêu : Mây Tập hợp sản phẩn ngưng két cua nước có mật độ lớn Sự phân bố hạt mây phụ thuộc vào loại mây ,độ cao ,thời gian tồn Đường kính hạt mây nằm khoảng từ 5-10 Mục tiêu : Mưa Các hạt nước lỏng đặc rơi từ mây xuống Cường độ mưa thường khác Mưa dẽ phát radar Tính chất mục tiêu khí tượng Các mục tiêu khí tượng khác hình dáng ,kích thước tính chất vật lí Tính chất vi mô mây thay đổi theo không gian thời gian Đối với mây thay đổi nhanh theo không gian thời gian • • Thay đổi trạng thái , ban đầu , hình thành phát triển mây , thay đổi trạng thái hạt nước , hạt băng ngưng kết để để chúng rơi xuống, thay đổi đặc trưng lí vô tuyến mục tiêu khí tượng Việc nhận biết đối tượng chịu ảnh hưởng mục tiêu khác côn trùng , đàn chim , máy bay giảm độ xác xác đinh mục tiêu khí tương cần phân tích • 1.7 Phương trình radar Phương trình radar tiêu điểm • Phương trình mục tiêu khí tượng Thay Vào PT radar cho mục tiêu khí tượng ta Đặt khí tượng radar Phương trình radar mục tiêu khí tượng môi trường suy giảm có dạng: Trong đó:  • • • • ai: bán kính hạt nước h: độ dày xung phát : độ rộng búp sóng anten Di: đường kính hạt Z: độ phản hồi vô tuyến mục tiêu radar C: đặc trưng cho thong số kĩ thuật radar N : tổng số hạt mi : khối lượng hạt |Ki|2 : hệ số phụ thuộc vào trạng thái phần tử Nhận xét : Pt tỷ lệ thuận với số lượng, kích thước, trạng thái phần tử mây, độ phản hồi mục tiêu Pt tỷ lệ thuận với độ rộng búp sóng, độ dài xung (h) Pt tỷ lệ nghịch với bước sóng khoảng cách radar có bước sóng nhỏ => thu lượng lớn =>k/năng phát mục tiêu xa c/xác (đúng mt ko có suy giảm) mt suy giảm : radar có bước sóng nhỏ =>suy giảm nhiều=> chí ko k/năng phát mục tiêu gần Phương trình radar Probert – Tones Độ truyền qua M=1/L : Độ hao tổn Hằng số radar • • • •  • • • Suy phương trinh có dạng : La  Ma =1/La Phụ thuộc vào góc nâng ăngten khoảng cách đến mục tiêu Tỉ lệ thuân góc nâng , tỉnh lệ nghịch với khoảng cách 1.9 Rardar Doppler Hiệu ứng Dopper, quan hệ số thành phần Khí máy phát sóng chuyển động tương máy thu tần số thu thay đổi , tần số tín hiệu thu tăng lên chạy gần máy phát giảm chạy xa máy phát - = = v : vân tốc tương đối mục tiêu radar theo phương ngang bán kính , tần số Dopper mà =  V lớn tần số dopper lớn , đối tượng gần radar , muốn đo xa giảm tốc độ Hạn chế phương pháp đo gió radar Dopper Nếu không cso mục tiêu không đo đưuọc gió Nếu khoảng cách radar mục tiêu không thay đổi tốc độ coi không • • • • • • • •    • Mục tiêu xa radar khoảng cách cực đại khoảng cách mà radar đo đưuọc không xác (khoảng cách ảo) Khi mục tiêu vuông goc với búp sóng vân tốc mục tiêu coi không Khi mục tiêu có tốc độ gió xuyên tâm lớn giá trị tốc độ gió cực đại tốc độ gió đo đưuọc sai lệch (tốc độ ảo) Xác định hướng tốc độ gió Xác định tốc độ gió xuyên tâm : tốc độ gió thổi theo phương bán kính v , tính hiển thị tốc độ gió ngang thông qua hệ thức tính tốc độ gió xuyên tâm Tốc độ gió ngang : u =vcos Tốc độ gió thẳng đứng : w = vsin Xác đinh hướng gió Do gió đồng theo phương ngang , lên hướng gió khôgn đổi độ cao xác đinh Đường số không quan phân tích tốc độ gió Tốc độ gió âm(màu xanh) thường vào phía radar , tốc độ gió dương(màu đỏ) thường xa radar Xác định tốc độ gió ngang : tốc độ gió điểm tốc độ gió toàn phần độ cao Ví dụ xác định điểm : xác định hướng gió (tự nhìn xác định ) Chương Phát mục tiêu hí tượng phản hồi vô tuyến Câu 1:Trình bày ý nghĩa độ phản hồi vô tuyến?  CT độ phản hồi vô tuyến : Z|26 (mm6/m3) Z’= 10lgZ (dBz) Ý nghĩa: - đặc trưng cho cấu trúc vi mô mây giáng thủy (kích thước trạng thái hạt) - Z mây định tượng thời tiết xảy mây - Mang thông tin khí tượng mục tiêu định tượng thời tiết xảy mây Câu 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến độ phản hồi vô tuyến? 1.Ảnh hưởng phổ phân bố hạt theo kích thước trạng thái hạt Từ CT độ phản hồi vô tuyến : Z|26 đặc trưng quan trọng mưa liên quan đến độ phản hồi vô tuyến: + Số lượng hạt đơn vị thể tích N + kích thước hạt Di + trạng thái pha hạt |Ki|2 - PHVT hạt nước > khoảng lần so với hạt băng  Radar không phát mưa đá, mưa tuyết khoảng cách xa tín hiệu phản hồi yếu - Đường kính hạt lớn -> độ phản hồi lớn - Sự tăng kích thước hạt mây làm tăng độ phản hồi lên nhiều NX : Do vùng mây có kích thước hạt nước hạt băng nhỏ kích thước hạt vùng mưa nên độ phản hồi vô tuyến vùng mưa lớn 2.Ảnh hưởng độ dài bước sóng - Từ phương trình radar : = > Công suất thu tỉ lệ nghịch với bình phương độ dài bước sóng :Radar có bước sóng lớn lượng phản hồi phía radar nhỏ, ngược lại Radar có bước sóng ngắn ->phát mục tiêu tốt hơn, mức độ suy yếu lớn hơn không phát xác mục tiêu 3.Ảnh hưởng khoảng cách đến mục tiêu độ cao mục tiêu Từ phương trình radar dạng rút gọn: Pr = = L a  - Công suất trung bình Pr tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ mục tiêu đến radar : k/c gần lượng phản hồi phía radar lớn - Độ cao h mục tiêu so với mặt đất tăng lên, hệ số suy yếu thường giảm ->La Pr tăng lên Do tín hiệu phải qua vùng khí dày đặc thấp => NX : ảnh hưởng h đến công suất thu thường nhỏ (có thể bỏ qua) 4.Ảnh hưởng mức độ lấp đầy búp sóng - Khi thể tích xung lấp đầy phần -> công suất độ PHVT thu nhỏ nhiều so với TH xung lấp đầy - hai xung lấp đầy hạt, phân bố theo kích thước hạt TH không giống =>độ PHVT hiển thị khác : Vùng lõi mây : kích thước hạt lớn hơn, mật độ lớn =>độ phản hồi lớn Hình minh họa : A B Câu : Phát nhận biết mây, mưa phản hồi vô tuyến ? 1.Nguyên lý nhận biết loại mây qua độ phản hồi vô tuyến Dựa vào đặc điểm độ PHVT mà radar quan trắc : - Độ cao giới hạn đám mây đối lưu -Cường độ phản hồi -Hình dạng cấu trúc ảnh phản hồi hình (mặt cắt ngang mặt cắt thẳng đứng) -Vị trí phản hồi so với Radar -Trong Radar Doppler, tượng thời tiết nhận biết nhờ dấu hiệu bổ xung trường gió (hướng gió tốc độ gió)  2.Nhận biết loại mây Mây Ci : -  -  - Đặc điểm : thường có dạng tơ sợi,hẹp bề ngang, phát triển theo chiều ngang yếu, có màu trắng - Trên mặt cắt thẳng đứng : + Độ phản hồi vô tuyến mây thể thành dải hẹp + Độ cao lớn km khoảng cách gần so với radar (50-70 km) Trên mặt cắt ngang : + Rất khó để phát loại mây +Độ phản hồi vô tuyên mây nhỏ, + Giới hạn vùng có mây vùng không mây thể rõ Câu 4.Nhận biết tượng thời tiết nguy hiểm liên quan đến mây đối lưu mạnh đặc điểm phản hồi vô tuyến? Dấu hiệu nhận biết loại mây đối lưu có khả gây tượng thời tiết nguy hiểm dựa độ phản hồi vô tuyến: - Độ cao phản hồi vô tuyến mây lớn: Hmax> 15km - Đỉnh phản hồi vô tuyến mây vượt tầng đối lưu hạn từ -> km - Ở độ cao 6-> km, độ phản hồi cực đại vượt 48 dBz - Vùng phản hồi cực đại mây có dạng lưỡi liềm, dấu hỏi hay tổ sâu - Vùng phản hồi di chuyển với tốc độ lớn (> 74 km/h) - Trong vùng có độ phản hồi lớn xuất vùng có độ phản hồi nhỏ - Tốc độ phát triển đỉnh phản hồi vô tuyến lớn 600m/phút - Xuất hội tụ vùng phản hồi Nhận biết dông a) Những đặc trưng mây dông: -Thường hình thành dạng ổ gọi ổ mây dông -Có thể tồn độc lập gọi dông đơn ổ, hay nhiều ổ đơn lẻ kết hợp lại gọi dông đa ổ hay siêu ổ -Hình thành xuất vùng rộng, nơi có dòng chuyển động thẳng đứng kk mạnh -Thời gian tồn TB đám mây dông từ 1/2h -> h b) Các tiêu nhận biết dông -Chỉ tiêu đơn trị: sử dụng đặc trưng để nhận biết tượng ->có độ xác không cao -Chỉ tiêu tổng hợp- thường sd để dự báo dông +Chỉ tiêu thường sd là: Y = H -22lgZ3 Y ≥ H -22(lgZ3)min H -22 độ cao mặt đẳng nhiệt -220C đo bóng thám không ngày hôm (lgZ3)min giá trị lgZ nhỏ mây quan trắc thấy khu vực có dông xảy +Chỉ tiêu nhận biết dông xác định theo CT : Y = Hmax x Zmax3 Hmax độ cao đỉnh PHVT (km) Zmax3 độ PHVT cực đại độ cao cao mực có nhiệt độ 00C từ 2-> 2,5 km NX : 300< Y < 400 -> P = 60->70 % 400< Y P = 70-> 90% 600< Y P = 90-> 100% -Ngoài tiêu định lượng , ngta sd tiêu định tính hình dáng PHVT mây hình Nhận biết tố a) Khái niệm -Tố vùng gió mạnh xuất đột ngột, kéo dài vài phút, hướng gió thay đổi liên tục -Đường tố nhiều vùng tố xếp theo trật tự định,có chiều dài lớn chiều rộng di chuyển theo hướng định Là 1tập hợp đám mây đối lưu mạnh xếp theo trật tự định Tốc độ di chuyển đạt đến 60m/phút b) Dấu hiệu nhận biết tố Hình dạng đường tố hình radar phần lớn thể thành hình cánh cung  dấu hiệu tố mạnh Nhận biết lốc a) Khái niệm - Lốc vùng gió xoáy có kích thước nhỏ, cột kk chuyển động quay ngược chiều kim đồng hồ Tốc độ gió từ 18-> 135 m/s - Lốc xảy thường kèm với xuất vòi rồng - Hiện tượng vòi rồng tượng lốc thể thành phễu mây có vòi ‘thò’ xuống phía giống vòi voi hút nước b) Dấu hiệu nhận biết lốc  Điều kiện thuận lợi cho hình thành lốc: -Từ đám mây đối lưu siêu ổ, từ nhiều đám mây đối lưu với điều kiện thuận lợi cho đối lưu phát triển mạnh -Trước lốc hình thành, thường tồn xoáy thuận nhỏ vùng mây đám mây siêu ổ  Dấu hiệu nhận biết lốc: -Trên mặt cắt thẳng đứng: +Lõi mây có độ phản hồi lớn 40dBz thể thành cột thẳng đứng với độ nghiêng nhỏ +Mây có hình đe thể có hội tụ mạnh phân kỳ mạnh phía -Trên mặt cắt ngang: PHVT lốc thể dạng hình móc câu, thường có dấu hiệu gió xoáy đám mây dấu hiệu cho biết có lốc mạnh nhất, ta cần phải ý -PHVT lốc có dạng khác dạng hình chữ ‘ U ’ (hay chữ ‘ V’ ) Nhận biết mưa đá -K/n: Mưa đá mưa có hạt giáng thủy dạng băng, hình dạng hạt thường có dạng hình cầu -Dấu hiệu nhận biết: +Trên mặt cắt thẳng đứng:có vùng phản hồi yếu phía dưới, phía lại có vùng phản hồi mạnh với độ phản hồi lớn Mưa đá xảy với dòng thăng mạnh có dấu hiệu : • Vùng WER (vùng phản hồi yếu) lớn • • • a) • • • • • • • • • • • • • Phân kỳ mạnh phía Độ PHVT lớn so với giá trị TB mùa Mây có lõi PHVT mạnh ‘treo ’ lơ lửng phía +Trên mặt cắt thẳng đứng PHVT có dạng hình ngón tay xòe từ bàn tay khả gây mưa đá lớn Câu 5.Ước lượng mưa radar thời tiết K.n đặc trưng số loại mưa thường gặp K/n: -Mưa (hay giáng thủy) nước thể lỏng rắn rơi từ đám mây xuống mặt đất - Chia mưa thành loại bản: + Mưa phùn:: 1dạng mưa có kích thước hạt nhỏ tương đối đồng nhất, r hạt < 1mm S mưa lớn, tgian mưa kéo dài sp mây tầng St, mây tích Sc, sương mù tan I 0,25mm/h, tốc độ rơi từ 0,3 -> 2m/s -Mưa thường: loại giáng thủy có cường độ trung bình xảy diện rộng tgian kéo dài kích thước mưa không đồng nhất, r hạt dao động khoảng 0,5 -> 1,5 mm tốc độ rơi dao động từ -> 6m/s sp dạng mây front Mưa rào: loại giáng thủy có cường độ lớn, tgian mưa ngắn, S mưa không rộng r hạt khoảng đến 2,5 mm Tốc độ rơi từ -> 9m/s sản phẩm mây vũ tích -Mưa đá: dạng giáng thủy nguy hiểm hình thành mây vũ tích,trong khối không khí front kéo dài khoảng phút có dến 15 phút -Mưa tuyết: loại giáng thủy rơi xuống dạng tinh thể tuyết hay băng thường có hình cánh tuyết lớn tinh thể tuyết có d ~ 10mm, tuyết lớn có d ~ ->10 cm b) Những đặc trưng bản: -Quy mô: - +Quy mô synop: trận mưa rơi S > 104 km2, tgian tồn đạt đến 10h +Quy mô trung bình: trận mưa trải dài 50-> 80 km, S ~ 103 -> 104 km2, tgian tồn từ 1-> 2h +Quy mô nhỏ: trận mưa rơi S < 103 km2 Mây đối lưu: vùng mưa trải rộng từ 1-> km, với S ~ 1->10 km2, tồn vài phút Cường độ mưa: cường độ mưa I nơi khối lượng nước rơi xuống đơn vị diện tích, đơn vị tgian CT tính I đơn giản hóa Với giả thiết: +Mưa đồng không gian thời gian +Tốc độ thẳng đứng dòng kk u* = + tốc độ rơi giọt mưa v(D) hàm phụ thuộc vào kích thước hạt : v(D) =  I= Dmax , Dmin :đường kính cực đại đường kính cực tiểu giọt nước mưa N(D) : hàm mật độ phân bố hạt mưa theo đường kính D m0,2/s ; T, T0 nhiệt độ kk nhiệt độ kk đk tiêu chuẩn :mật độ kk mật độ kk đk tiêu chuẩn -Lượng mưa tích lũy: hay tổng lượng mưa đo độ cao lớp nước hình thành bề mặt nằm ngang băng tan đk nuwocs không chảy chỗ khác, không bay hơi, không thấm CT liên hệ lượng mưa tích lũy cường độ mưa: (mm) t1, t2 : tgian bắt đầu kết thúc Phát mưa -Trên mặt cắt ngang: vùng mưa thường lẫn với vùng mây chưa cho mưa -Trên mặt cắt thẳng đứng: vùng mưa có ảnh phản hồi sát xuống đến mặt đất, ảnh phản hồi mây lơ lửng cao Khi có đk khúc xạ khí ảnh phản hồi vùng mưa bị nâng lên cao, có đk khúc xạ yếu ảnh phản hồi bị hạ thấp xuống mặt đất • • • • • • -Phát vùng mưa = cách tiến hành đo độ phản hồi radar Z độ cao xác định, phạm vi phát radar VD ảnh PHVT hỗn hợp mây tầng mây tích , dấu hiệu để phân biệt vùng có mưa : + Giá trị độ phản hồi lgZ3 mực 00C + km nhỏ nhiều so với giá trị ổ mây +Giá trị độ phản hồi lgZ2 mực 00Clớn nhiều so với giá trị mực O0C + km +Tồn dải sáng khoảng cách 90->120 km 3.Ước lượng mưa - Có phương pháp đo mưa radar: + Đo cường độ xạ phản hồi + Đo suy yếu lượng radar mưa + Đo suy yếu độ phản hồi tạo đồng thời bước sóng -Ưu điểm phương pháp: + Phương pháp đo cường độ xạ phản hồi : Dựa sở sd độ phản hồi radar, phát triển áp dụng rộng rãi nhờ thuận lợi thực tế nó.( VN sd) Nhược điểm: sai số + Phương pháp đo suy yếu lượng radar mưa Ưu điểm: đo cường độ mưa TB điểm dầu điểm cuối quãng đường mà sóng truyền qua Nhược điểm: khó khăn viêc tạo giải không gian tốt để đo cường độ mưa tất vùng mưa  kĩ thuật chưa phát triển để sd nghiệp vụ + Phương pháp đo suy yếu độ phản hồi tạo đồng thời bước sóng: Ưu điểm: Kết hợp p2  tăng độ xác Nhược điểm: Đòi hỏi phải nghiên cứu thêm trước đưa vào áp dụng a)Ước lượng cường độ mưa độ phản hồi vô tuyến Mối quan hệ toán học độ phản hồi cường độ mưa: Z = AIb I cường độ mưa Z độ phản hồi vô tuyến mà radar thu từ vùng mưa (mm6/m3) A b hệ số thực nghiệm Xác định Z qua CT : công suất phản hồi TB thu từ mưa k/c r La độ truyền qua sóng khí  -  Cr số radar  Xác định I NX : Hệ số sử dụng là: A= 200 b = 1.6 Z = 200I1,6 Hệ số thực nghiệm a, b thay đổi phụ thuộc vào hàm phân bố hạt mưa theo kích thước N(D)  Thay đổi theo không gian thời gian =>còn sai sốlớn b)Sử dụng suy yếu lượng sóng radar mưa để ước lượng cường độ mưa -Hệ số suy yếu sóng phần tử khí hạt mưa gây ra: : hệ số suy yếu kk hạt mưa σe σp -Qua quan trắc thực nghiệm cho thấy : mưa mạnh mức độ suy yếu nhiều - Thiết diện suy yếu hạt : (D) = CDn C, n phụ thuộc vào bước sóng nhiệt độ Hệ số suy yếu thể tích σe thiết diện suy yếu tổng cộng phần tử đvtt = , , : thiết diện suy yếu, hấp thụ tán xạ phần tử thứ i N số phần tử b hệ số tỉ lệ Tùy thuộc vào mức độ che khuất lẫn phần tử, đơn vị sd đại lượng CT -Nếu coi kích thước hạt biến đổi liên tục Ta có : = NX : + p2 hạn chế : hệ số thực nghiệm không ổn định, kỹ thuật xác định hệ số suy yếu phức tạp kỹ thuật xác định độ PHVT radar +về lý thuyết p2 áp dụng thực hành có nhiều khó khăn :phải đặt nhiều máy thu or vật phản xạ nhiều điểm cố định theo hướng k/c khác để đo mưa cho vùng không gian rộng ; máy thu or vật phản phải chịu thời tiết phải radar nhìn thấy p2 không áp dụng rộng rãi 4.Dự báo mưa đá radar có bước sóng -Mưa đá thường xảy mây đối lưu có Hmax> 15 km, Z’ ≥ 48 dBz -Dấu hiệu mưa đá thường biểu diễn :  1) 2) 3) H: dấu hiệu mưa đá (dbz) Z10 : độ phản hồi Radar ứng với 10cm Z3 : độ phản hồi radar ứng với bước sóng 3cm NX: H >0 : có mưa đá H=0 : có mưa -Hạn chế: +có số trường hợp H < có dấu hiệu mưa đá +đòi hỏi phải có 1radar bước sóng cho có độ rộng búp sóng búp sóng phụ thích hợp búp sóng khó khăn lớn đến chưa khắc phục -Ước lượng cường độ mưa đá tương tự áp dụng CT thực nghiệm dạng : Z = AIb hạn chế: sai số thường lớn -> khả ứng dụng vào nghiệp vụ hạn chế Câu 7: Các sai số thường gặp sản phẩm thu từ radar Nguyên nhân gây sai số hệ thống thiết bị radar -Sự suy yếu vòm che ( bảo vệ anten khỏi bị mưa) : +khi mưa làm ướt or bám vào vòm che, gây suy yếu lượng sóng điện từ radar +ngta phát I = 40mm/h -> độ suy yếu 1dB -Tính không ổn đinh radar không chuẩn xác anten: +công suất máy phát, độ khuếch đại máy thu thường không ổn định +hiệu chỉnh không xác phần cứng anten Các sai số địa hình: -Cả búp sóng chính, búp sóng phụ radar gặp mục tiêu mặt đất, gây PHVT cố định những nhiễu địa hình -Các nhiễu cố định cây, nhà, đồi núi……: loại bỏ -Các nhiễu xe cộ, người, động vật,… di chuyển gây : không loại bỏ Các sai số hiệu ứng xảy phía bước sóng -gió mạnh búp sóng anten thổi bạt vùng mưa -> vị trí vùng mưa mặt đất không trùng với vị trí I mưa biểu thị radar 4) 5) 6) a) 7) -sự bay búp sóng radar -> kết ước lượng I mưa radar cao so với I mưa đo mặt đất -quá trình kết hợp hạt búp sóng radar thường xảy mưa nhiệt đới làm thay đổi giá trị I mưa ước lượng Hiện tượng khoảng cách ảo -k/c ảo tượng radar hiển thị PHVT vị trí góc hướng sai k/c -hiện tượng xảy mục tiêu nằm k/c tối đa rmax radar phát Hiệu ứng búp sóng phụ -nhiễu búp sóng phụ kq phản hồi lượng búp sóng phụ mục tiêu radar -TH tồn đối lưu mạnh vùng gần radar, hiệu ứng búp sóng phụ lớn Nếu gradient phản hồi vô tuyến đủ lớn => búp sóng xác định thời tiết tốt, búp sóng phụ lại xđ có ổ mây đối lưu mạnh Những tượng gây khúc xạ tia quét radar Khúc xạ chuẩn : tượng radar phát sóng điện từ, búp sóng bị khúc xạ (hay uốn cong) phần định đk mt lí tưởng (???? ) Khúc xạ chuẩn (hay khúc xạ yếu) -là tượng radar phát sóng điện từ, búp sóng bị khúc xạ (hay uốn cong) bình thường -tia sóng cao so với độ cao mà radar tính =>đánh giá thấp độ cao đỉnh PHVT, có xu hướng làm giảm độ PHVT từ bề mặt góc quét nhỏ b) Siêu khúc xạ( hay khúc xạ chuẩn) - tượng radar phát sóng điện từ, búp sóng bị khúc xạ (hay uốn cong) nhiều bình thường -độ cao tia xạ thấp so với độ cao tính toán =>độ cao đo mục tiêu có giá trị cao so với thực tế; làm tăng độ PHVT từ bề mặt mức góc quét thấp Sai số khoảng cách độ phân giải k/c -khi mục tiêu cách = 1/2 độ dài xung dọc theo hướng tia quét => điểm xung sau gần trùng với đầu nút sau xung trước => radar pbiệt -khi mục tiêu cách < 1/2 độ dài xung dọc theo hướng tia quét => lượng phản hồi chồng lên => radar phân biệt mục tiêu mà kết hợp chúng lại thành mục tiêu phản hồi => sai số 8) - - -  Dải sáng hiệu ứng tan băng or tuyết : Các hạt băng hay tuyết rơi xuống mực tan băng khí ( mực đẳng nhiệt 00C) , làm tăng độ phản hồi Z hiệu ứng thay đổi tốc độ rơi hạt: Xét vùng mây or vùng mưa, phần – nơi có nhiều hạt rơi nhanh, mật độ giảm so với phần => độ phản hồi vô tuyến giảm hiệu ứng hợp hạt: Sự kết hợp hạt => giảm mật độ tăng kích thước hạt => tăng độ PHVT lên nhanh NX: thay đổi từ băng sang nước lỏng => tạo thành vùng có độ phản hồi cực đại, gọi dải sáng (là tổng hợp hiệu ứng trên) Sự tồn dải sáng gây sai số việc ước lượng cường độ mưa Chương : Sử dụng thông tin radar vào dự báo thời tiết 3.1 Sử dụng radar để dự báo cực ngắn khu vực • • • • • •   • • Mô tả thời tiết Quan sát xem sét tượng xảy khu vực cần quan tâm Theo dõi trình hình thành , di chuyển chúng Độ phân giải theo không gian thời gian cảu radar lớn lên mô tả tượng thời tiết quy mô nhỏ tồn thời gian ngắn Dự báo thời điểm bắt đầu kết thúc tượng liên quan đến mây Theo dõi di chuyển phản hồi vô tuyến Ngoại suy quỹ đạo di chuyển mây hay hệ thống trước Sự dụng tốc độ trung bình để dự báo giảm thiểu sai số Sự báo thời gian xuất mưa rào cho địa điểm Xác định tốc độ di chuyển vùng có độ phản hồi lớn • Tính tốc độ trung bình • Tính khoảng thời gian mà đường biên phía trước di chuyển đến địa điểm • Xác định thời gian bắt đầu mưa • Xác đinh thời gian mưa thời gian kết thúc • 3.2 Sử dụng thông tin radar phân tích dự báo bão Cấu trúc trường PHVT mây mưa bão Đường gió giật trước bão Dải hẹp gồm đám mây đối lưu mạnh , có độ phản hồi mạnh , độ cao đỉnh phản hồi lớn Độc lập tồn vài ,sắp xếp vuông góc với hướng di chuyển bão Chỉ tồn biển Vùng đối lưu Gồm đám mây xếp không theo trât tự định Thường xếp theo đưuòng cong Các dải mây hình xoắn chắn mưa Phân bố theo đưuòng cong hội tụ tâm bão Xác định phương trình Mắt bão trường mây mắt bão  • • • • • • • • • •  Khu vực có dòng giáng ,không mây mưa lên độ phản hồi vô tuyến Muốn tìm mắt bão phải ngoại suy dải xoắn (khi mắt bão hiện) Đuôi bão Các dải mây xoắn thường dãn Thể đường phản hồi đám mây đối lưu mạnh Quan hệ đặc điểm phản hồi vô tuyến mây bão với cường độ bão Đối với bão yếu , áp suấy tâm khoảng 950mb độ dài dải xoắn lớn Tường mây dày bão yếu , tường mây cao bão mạnh Công thước tính cường độ bão