Vremenski radarjiAvtor:Ana Car

Mentor:prof. dr. Joze Rakovec

4. maj 2016

Povzetek

Vremenski radar oddaja elektromagnetne valove in na podlagi vrnjenih valovdoloci karakteristike meteoroloske tarce. Predstavila sem najpomembnejsi enacbi vradarski meteorologiji: radarsko enacbo in Z − R relacijo. Ukvarjala sem se tudi spomankljivostmi radarjev, ki jih je potrebno pri meritvah upostevati.

Kazalo

1 Uvod 1

2 Vremenska radarska enacba 22.1 Radarska enacba za tockasto tarco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.2 Radarska enacba za meteoroloske tarce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.3 Z-R relacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3 Omejitve vremenskega radarja 6

4 Osnovne radarske slike padavin 8

5 Slovenski meteoroloski radarji 10

6 Zakljucek 10

1 Uvod

Radar je merilni instrument, ki detektira objekt in odredi njegov polozaj. Ime RADARprihaja od zacetnic angleskega imena RAdio Detecting And Ranging (odkrivanje ciljain merjenje razdalje). Vremenski radar je prilagojen za zaznavanje in merjenje padavinter za prepoznavanje vzorcev, znacilnih za nevihtne sisteme. Meteoroloski radarji somonostacionarni, torej sta oddajnik in sprejemnik na istem mestu. Deluje na principu,da oddajnik posilja kratke sunke elektromagnetnih valov (EMV) znane valovne dolzine λ.Te antena naprej usmerja v ozek prostorski kot. Ko valovi na svoji poti naletijo na oviro,se na njej sipajo na vse strani in manjsi del sipanja pride do sprejemnika, kjer se signalojaca. Z usmeritvijo antene je dolocena smer ovire. Oddaljenost tarce od radarja se racunaiz izmerjenega casa med oddajanjem pulza in prihoda odmeva vala nazaj do radarja, pricemer vemo, da se elektromagnetni valovi gibljejo s hitrostjo svetlobe c = 3 · 108m/s. Napodlagi vrnjene moci dolocimo odbojnost ovire. Antena se vrti okoli svoje navpicne osipri razlicnih elevacijskih kotih, racunalnik pa shranjuje in obdeluje meritve. Na ta nacindobimo 3D polje radarske odbojnosti, iz nje pa vrsto in jakost, pri Dopplerjevem radarjupa tudi gibanje padavin.Vsak radar ima svoje specificne lastnosti: valovno dolzino, dolzino pulzov, izsevano moc,frekvenco pulzov, sirino zarka in polarizacijo. V meteorologiji poznamo konvencionalni inDopplerjev radar. Prvi meri samo radarsko odbojnost, a ga vse bolj nadomesca drugi, kimeri se dodatni dve kolicini: povprecno radialno hitrost in njeno disperzijo. Dopplerjevradar oddaja EMV z znano valovno dolzino oz. frekvenco, odmevnemu valu izmeri faznospremembo, nastalo zaradi gibanja tarce in izracuna radialno hitrost.

1

2 Vremenska radarska enacba

Izpeljava radarske enacbe je povzeta po [1], [2] in [3].

2.1 Radarska enacba za tockasto tarco

Ce bi radar oddajal moc Podd enakomerno na vse strani, bi moc obsevanja na razdalji rod radarja bila enakomerno razporejena po povrsini krogle 4πr2. Gostota moci bi bila:

F (r) =Podd4πr2

. (1)

Vendar pa radar oddano moc usmeri v zarek in ne na vse strani. Zato zgornjo enacboustrezno popravimo. Ko anteno usmerimo, je na razdalji r od nje tako vpadla gostotamoci:

F (r, ϑ, ϕ) =Podd4πr2

GL|f(ϑ, ϕ)|2, (2)

kjer je G ojacitev antene, L je atenuacija (oslabitev) na poti radar-tarca, |f(ϑ, ϕ)|2 papopravek zaradi neenakomernega sevanja. Kota ϑ in ϕ sta elevacijski (kot med zarkom intlemi) in azimutalni kot (kot med zarkom in severom). Vsa energija ne seva samo v ozkempasu, ampak imamo tudi stranske vrhove (ang. side lobes) - slika 1. Zaradi tega ima zarekna sredini vecjo moc, stranski vrhovi pa se zmanjsujejo z razdaljo od osi zarka, kar opisujezgoraj omenjeni popravek |f(ϑ, ϕ)|2. Ponavadi je gostota moci v stranskih vrhovih najvec1/100 gostote moci glavnega zarka (ang. main beam). Gostota moci ozkega zarka jeveliko vecja od enakomerno porazdeljene mocji na krogli radija r. Njuno razmerje je merafokusiranosti zarka in ga imenujemo ojacitev antene.

Slika 1: Poenostavljen prikaz zarka. Vecina gostote moci seva v glavnem zarku (mainbeam), obstajanjo pa tudi stranski vrhovi (side lobes). [4]

Tarca na razdalji r od radarja prestreze moc σF . σ je sipalni presek tarce, ki je razlicenod njene dejanske povrsine in nam pove, koliksen delez vpadlega sevanja tarca sipa. Toje navidezna ploskev, ki bi od antene sprejela moc, ki bi v primeru izotropnega sipanjapri anteni proizvajala gostoto moci:

Fsip =Fσ

4πr2. (3)

2

Sprejeta moc pri radarski anteni bi bila pri enakomernem sipanju na vse strani enakazmnozku sipane gostote moci, ki se vrne od tarce nazaj k radarju, in preseka antene Aa:

Pspr = FsipAa =GL2Podd|f(ϑ, ϕ)|2σ

(4πr2)2Aa. (4)

Upostevali smo se atenuacijo mikrovalov na poti nazaj proti radarju. Antenska ojacitevin presek antene sta povezana z izrazom:

Aa =λ2G|f(ϑ, ϕ)|2

4π, (5)

ki ga vstavimo v enacbo (4) in dobimo radarsko enacbo za tarco, ki bi sipala enakomernov vse smeri:

Pspr =1

64π3[G2Podd|f(ϑ, ϕ)|4λ2]

σ

r4L2 = C1

σ

r4L2, (6)

kjer je C1 konstanta, ki je karakteristika radarja.

2.2 Radarska enacba za meteoroloske tarce

Nas pa zanima radarska enacba za prostorsko porazdeljene tarce, ki so sestavljene iz ve-liko sipalcev. Trajanje sunka vremenskih radarjev je obicajno τ = 1µs, sirina zarka paje ϑ0 = 1◦. 100 km od radarja je znotraj volumna sunka nekaj sto milijonov kapljic zrazlicnimi premeri.

Najprej dolocimo sipalni presek enega sipalca za sipanje nazaj. Sipalni presek je funk-cija velikosti, oblike, snovi tarce in valovne dolzine radarja. Ker je sipalni presek delcevkroglene oblike izracunan in dobro znan, naredimo prvo predpostavko: vsi delci so okrogli(to sicer velja samo za majhne kapljice). Druga predostavka je, da so delci dovolj majhniv primerjavi z valovno dolzino, da je sipanje Rayleighovo (po njegovi aproksimaciji jepremer delcev D ≤ λ/16). V radarski meteorologiji to vecinoma velja. Sipanje zdaj lahkoobravnavamo kot sipanje na dipolu. Kapljico obravnavamo kot dipolni skupek. Sipanagostota moci oscilirajocega dipola z dipolnim momentom p ob linearno polariziranemvpadlem valovanju je na razdalji r v smeri Θ glede na os dipola je:

Fsip =π2

2

cp2

ε0λ4

sin2Θ

r2. (7)

Celotna sipana moc enega dipola je:

Psip =4π3cp2

3ε0λ4. (8)

V kapljici je N dipolov na volumsko enoto, volumen kapljice je V = πD3

6, na skupni dipolni

moment kapljice pa vpliva tudi polarizabilnost vode α. Vsaka molekula vode namrec cutitudi jakost elektricnega polja, ki jo sevajo sosednje molekule. Odtod Nα = 3ε0K in

pkapljica = NαπD3

6E =

ε0πD3

2KE. (9)

3

K je odvisen od magnetnih in elektricnih lastnosti snovi v sipalcu. K = m2−1m2+2

je funkcijakompleksnega lomnega kolicnika m = n − iκ. n je lomni kolicnik in κ je absorpcijskiindeks. Za nemagnetne snovi velja m2 ≈ ε. Kvadrat dipolnega momenta vstavimo venacbo (8) in dobimo:

Fsip =π4cε0D

6

8λ4|K|2E2 sin

2Θ

r2. (10)

Ce v enacbo (3) vstavimo enacbo (10) in izraz za vpadlo gostoto sevanja energije F =12ε0cE

2, je sipalni presek nazaj za posamezno tarco (kapljico):

σkapljica,nazaj =π5D6

λ4|K|2, (11)

kjer smo upostevali, da pri linearnem vpadlem sevanju dipol najbolj seva pravokotno nasvojo smer in je zato sinΘ = 1. Sipana moc je vecja za krajse radarske valove (λ−4) in zavecje tarce (D6).

Definiramo radarsko odbojnost Z kot vsoto vseh sestih potenc premerov kapljic navolumsko enoto oblaka:

Z ≡ 1

V

∑j

D6j =

∫ ∞0

N(D)D6 dD. (12)

Z njo se sprejeta moc izraza kot:

Pspr =cπ3

1024ln2

G2Podd|f(ϑ, ϕ)|4ϑ20τ

λ2

|K|2Zr2

= const · |K|2Z

r2. (13)

V meteoroloski obliki radarske enacbe (enacba(13)) se je pojavila radarska odbojnost Z,dolocena s premerom padavinskih delcev D in njihovo porazdelitvijo po velikosti N(D).Moc odmevov je tem vecja, cim vecje je stevilo padavinskih delcev in cim vecji so tidelci. Pri integraciji v enacbi (12) smo si pomagali z izbiro mej integracije Dmin = 0 inDmax = ∞, kar nam olajsa integracijo, hkrati pa s tem ne naredimo velike napake. Po-razdelitev oblacnih in padavinskih delcev (hidrometeorjev) po velikosti ima glavno vlogopri racunanju radarske odbojnosti, vodnosti in jakosti padavin, ki jih radarske slike pri-kazujejo.Sprejeta moc, ki jo merimo, je odvisna od karakteristik radarja in tarce in je znatno osla-bljena glede na oddano moc. Obstaja pa osnovna razlika med sprejeto mocjo posameznetarce (enacba (6)) in prostorsko porazdeljenih tarc (enacba (13)), in sicer v potenci raz-dalje. Za razliko od posamezne tarce, kjer smo imeli zmanjsevanje sprejete moci z r4,imamo zdaj njeno zmanjsevanje s kvadratom razdalje. Volumen, zajet z zarkom, namrecnarasca z razdaljo, zato vsebuje vse vec tarc (kapljic), kar zmanjsuje odvisnost sprejetemoci z r−4 na r−2.Iz merjenja povprecne sprejete moci na anteni, oddaljenosti tarce od antene in znanihlastnosti radarja se doloci Z. Problem predstavlja agregatno stanje sipalcev (tekoce alitrdno). Funkcija kompleksnega lomnega kolicnika je za vodo in led precej razlicna, in sicer

4

|K|2 ≈ 0.93 za vodo in |K|2 = 0.176 za led. Obe vrednosti veljata pri atmosferskih tem-peraturah in valovnih dolzinah med 5 in 10 cm, ki jih obicajeno uporabljajo radarji. Vodatorej sipa bistveno vec kot led, zato je njena radarska odbojnost veliko vecja. Prakticnoje predpostaviti, da vsak prostorninski element ozracja vsebuje kapljice in zato v enacbahuporabljamo vrednost za vodo. Ko pa smo prepricani, da merimo v podrocju leda, upo-rabljamo |K|2 za led.Standardne enote radarske odbojnosti so mm6/m3. Ker so njene vrednosti podane vsirokem intervalu od 10−3mm6/m3 in vse do 107mm6/m3, jih prikazujemo v normiranilogaritemski obliki: Z(dBZ) = 10log Z

mm6/m3 . Z je zdaj logaritamski parameter, merjen vdBZ. Na ta nacim smo zmanjsali razpon parametra, ki je sedaj od −30dBZ za meglo do75dBZ za mocno toco.

Na podlagi merjenja velikosti hidrometeorjev (oblacnih in padavinskih delcev) dolocimonjihovo porazdelitev po velikosti. Marshall in Palmer sta leta 1948 ugotovila, da merjenjaporazdelitve kapljic po velikosti pri tleh dobro opisuje eksponentna funkcija [5]:

N(D) = N0e−ΛD, (14)

kjer je N(D)δD stevilo kapljic z premerom med D in D + δD na enoto volumna, N0 =0.08cm−4 in Λ = 41R−0.21cm−1 sta empiricno dolocena parametra porazdelitve, slednji paje odvisen tudi od jakosti padavin R. Na sliki 2 sta prikazana dva niza opazovanj velikostikapljic (crtana in pikcasta crta) in Marshall-Palmerjeva porazdelitev (polna crta) za trirazlicne jakosti padavin. Marshall-Palmerjeva porazdelitev se ne prilega najbolje majhnimkapljicam (D < 1.5mm), kar pa je manj pomembno, saj te malo doprinesejo k radarskiodbojnosti (Z ∝ D6). Spekter kapljic je sestavljen najvec iz majhnih kapljic, stevilokapljic pa pada z njihovo velikostjo.

Slika 2: Rezultati merjenja velikosti kapljic (crtkasta in pikcasta crta) in Marshall-Palmerjeva porazdelitev (polna crta) po velikosti v primeru treh razlicnih jakosti padavin(1, 5 in 25 mm/h).[5]

5

2.3 Z-R relacija

Merjeno radarsko odbojnost v nadaljevanju povezemo se z jakostjo padavin R, ki joobicajno prikazujejo radarske slike:

Z = aRb. (15)

Empiricna koeficienta a in b sta odvisna od kraja in vremenske situacije (porazdlitve hidro-meteorjev po velikosti). Lahko ju dolocimo na dva nacina. Pri prvem najprej zapisemojakost padavin, ki je funkcija velikostne porazdelitve kapljic in hitrosti padanja kapljicv(D):

R =π

6ρ

∫ ∞0

N(D)D3[v(D)− w]dD, (16)

w je vertikalna komponenta vetra in ρ je gostota vode. Hitrost padanja kapljic je odvisnaod premera kapljic v(D) = kDx, kjer je k konstanta, x pa je:

x =

2 za majhne kapljice (D < 80µm)1 za srednje (80µm < D < 1.2mm.1/2 za velike (D > 1.2mm)

Radarska odbojnost in jakost padavin sta odvisni od porazdelitve hidrometeorjev po ve-likosti. Iz izmerjene velikostne porazdelitve kapljic izracunamo Z in R in nato dolocimokoeficienta a in b. Drugi nacin dolocanja je direktno iz pluviometerskih meritev jakostipadavin in radarske ocene, ki jo dobimo iz odbojnosti.Ne obstaja samo ena Z − R relacija, ki bi zadoscala vsem vremenskim situacijam. Zatodanes obstaja veliko relacij, povezanih s tipom padavin, vrsto oblaka, letnim casom, ge-ografskim podrocjem,... Najbolj znana je Marshall-Palmerjeva relacija Z = 200R1.6, kivelja za stratiformne padavine (padavine, ki so enakomerneje porazdeljene po vecjem po-drocju). Obe kolicini (Z in R) sta brezdimenzijski, Z je normirana z 1mm6/m3, R pa z1mm/h.

Enacbi (15) in (13) sta osnovni enacbi radarske meteorologije. Izmerjeno sprejeto mocpovezujeta z jakostjo padavin v radarskem snopu. Njuna natancnost je odvisna od tega,kako dobro so izpolnjene dolocene merilne predpostavke.

3 Omejitve vremenskega radarja

Vremenski radarji merijo padavine z veliko casovno in prostorsko locljivostjo. Vec fak-torjev je odgovornih za nenatancnosti pri radarskih meritvah, npr. atenuacija signalavzdolz snopa, odboj od nemeteoroloskih tarc, atmosferska refrakcija, nenatancno dolocenvelikostni spekter padavinskih delcev, fizikalne karakteristike zarka, povecan odboj v pasutaljenja.

Ker velikostni spekter padavin varira, je v blizini radarja velik vir napak. Zmanjsamojih, ce uspemo natancneje dolociti velikostni spekter padavinskih delcev. Obstaja vec

6

metod za to, npr. merjenje z dvema valovnima dolzinama in merjenje z dvema polarizaci-jama. Z radarji z dvema polarizacijama bolje dolocimo velikost, obliko in vrsto padavin.Ti radarji posiljajo in sprejemajo navpicno in vodoravno polarizirane sunke in na pod-lagi razmerja med vodoravno in navpicno odbojnostjo, dolocimo obliko, velikost in vrstopadavin. Kapljice ko padajo, niso kroglice, ampak so sploscene zaradi upora zraka. Zatoimajo razmerje med vodoravno in navpicno odbojnostjo priblizno od 1 (male kaljice) do5 (velike kapljice). Veliki okrogli delci (toca) imajo priblizno enak odboj vertikalno inhorizontalno polariziranih valov. Radar, ki meri odbojnost v istem volumnu z dvemavalovnima dolzinama, nam da natancnejsi velikostni spekter padavinskih delcev in takozmanjsamo napake. Napaka zaradi variranja velikostnega spektra je dalec od radarja za-nemarljiva v primerjavi z napako zaradi neenakomerne zapolnjenosti merilnih prostorninin vertikalne nehomogenosti padavin. Poleg tega se z razdaljo povecuje sirina snopa in stem se zmanjsuje prostorska locljivost. [6]

Dalec od radarja je najvecji vir napak ukrivljenost zemeljskega povrsja in razgibanrelief oz. dejstvo, da radar ne more meriti blizu tal (slika 3). Ce radar poslje horizon-talni zarek, je ta na razdalji 200 km od radarja samo zaradi ukrivljenosti Zemlje 2 kmnad tlemi. Posledicno radar meri manj padavin kot ombrometri, saj na taksni razdalji nimozno meriti padavin pri tleh.

Vemo, da se EMV sirijo v vakuumu s hitrostjo c, v drugih medijih pa s hitrostjo v < c.Lomni kolicnik za atmosfero ni konstanten (odvisen je od temperature, tlaka in vlage) inse spreminja z visino. Ko zarek potuje skozi vec slojev z razlicnim lomnim kolicnikom, selomi in pride do njegovega ukrivljanja. V atmosferi se ponavadi n z visino zmanjsuje, karpomeni, da se zarki ukrivljajo navzol (proti Zemlji). Zaradi ukrivljanja radarskega zarkapride do napake pri zaznavanju visine same tarce. Vcasih sta profil temperature in vlagetaksna, da se zarki ukrivljajo stran od Zemlje, vcasih pa se zarki tako mocno ukrivijoproti Zemlji, da se dotaknejo tal in se celo lahko od njih veckrat odbijejo (slika 4) [2]. Vtem primeru do radarja pridejo odmevi od tal in objektov, ki se v normalnih razmerahne bi ”videli”. Ti odmevi niso meteoroloski, zato jih je potrebno ustrezno odstraniti.

Na svoji poti se mikrovalovi delno sipajo in delno absorbirajo na oblacnih in padavin-skih delcih ter na plinih. Poleg sipanja in absorpcije je atenuacija mocno odvisna tudiod valovne dolzine radarja. Prispevek plinske absorpcije (najvec med njimi absorbiratavodna para in kisik) k atenuaciji je pri obicajnih valovnih dolzinah vremenskega radarjamajhen v primerjavi s prispevkom oblacnih in padavinskih delcev. Atenuacija oblacnihdelcev je odvisna od njihovega agregatenga stanja - kapljice k atenuaciji prispevajo veckot ledeni delci. Pri radarjih valovne dolzine, vecje od 5 cm, je atenuacija oblacnih delcevzanemarljiva, kar pa ne velja pri radarjih valovne dolzine, manjse od 1 cm. Takrat je lahoatenuacija tudi do 1dB/km. Krajsi valovi (npr. λ = 3cm) imajo do 100-krat vecjo izguboodmevne moci kot dolgi valovi (λ ≥ 10cm) [7]. Pri srednjevalovnem radarju (λ = 5cm)atenuacija pride do izraza samo pri mocnih padavinah in takrat se lahko odmev podceni.Pri izbiri valovne dolzine radarja je treba narediti kompromis med dejstvoma, da krajsi

7

valovi mocneje sipajo, a so tudi bolj podvrzeni atenuaciji.

Vremenski radar poleg meteoroloskih tarc zazna tudi druge objekte (hribe, stavbe,letala, ptice, tla,...). Z Dopplerjevim radarjem delno filtriramo vse mirujoce objekte. Vpoletnih mesecih so v ozracju prisotni stevilni insekti, katerih odbojnosti na radarjih lahkodosezejo vrednosti do 20dBZ. Radar z dvema polarizacijama nam pomaga pri njihovemprepoznavnju in odstranjevanju.

Svetli pas oz. pas taljenja je pas povecane radarske odbojnosti v podrocju pod izotermo0 ◦C, kjer imamo talece se ledene delce. Ponavadi je debel nekaj sto metrov. Nad tempasom je odbojnost manjsa, ker so tam ledeni kristali in zrna, ki imajo manjsi |K|2.Pri izotermi 0 ◦C se zacnejo zaradi taljenja obdajati s plastjo vode (talijo se od zunajnavznoter), zato pride do hitrega narascanja odbojnosti. To bi lahko tolmacili kot mocnepadavine, kar pa po ogledu vertikalnega preseka ovrzemo. Ko se z vodo obdani ledeni delciv pasu taljenja popolnoma stalijo in se zlijejo v manjse kapljice, se odbojnost zmanjsa.Da zaznamo pas taljenja, potrebujemo zadostno locljivost (vsaj 0.5 km). Pas taljenja sepogosto vidi pri razpadu nevihte in njegov pojav pomeni, da nevihta (ali vsaj del nje)slabi.

Slika 3: Odstopanje v visini hori-zontalnega zarka od tal zaradi ukri-vljenosti Zemlje.[8]

Slika 4: Vec nacinov ukrivljanjazarka. [9]

4 Osnovne radarske slike padavin

ARSO izdeluje talne projekcije najvecje jakosti padavin, ki so za splosne uporabnikenajprimernejse. Izmerjena najvecja jakost padavin je preracunana na urni interval in nepredstavlja dejanske kolicine padavin v eni uri. Ker je talna projekcija jakosti padavinsamo ocena, nastala na podlagi najvecje izmerjene radarske odbojnosti v oblaku, lahkokrajevno in casovno odstopa od dejanske.Slika 5 prikazuje najvecjo izmerjeno jakost padavin skozi celoten stolpec nad neko tockona tleh in nam ne da informacije, na kateri visini je posamezna vrednost. Ker je najvecjajakost padavin prikazana s stirimi barvami, je ta prikaz zelo primeren za hitro ocenoatmosfere in intenzivnih sistemov z morebitno toco. Naslednje tri slike prikazujejo vecvrst radarskih slik. Vse se nanasajo na 1.junij 2002, ko je okolico Krskega zajela mocnanevihta. Najprej pogledamo najvecjo jakost padavin (slika 5) in vidimo, da je v teh koncihekstremna z mozno toco. Zanimajo nas tudi najvecje dosezene vrednosti odbojnosti in

8

oblika, ki jo tvorijo obmocja z najvisjimi odbojnostmi. Visoka je tudi odbojnost (do 52dBZ), kar pomeni zelo mocan dez s toco (slika 6). S slike 7 vidimo, da sega vrh oblakado visine priblizno 11 km. Iz tega sklepamo, da je prisoten mocan vzgornik. Posledicnoimamo zelo intenzivno dogajanje oz. vertikalno zelo razvito nevihto. Ta ugotovitev je zelopomembna, saj obicajeno vecji vzgornik pomeni vecja zrna toce. Se vec informacij dobimoz 3D radarskim odbojnostimi in njihovim vertikalnim presekom (npr. supercelicne nevihteimajo karakteristicna obmocje z nisko odbojnostjo, ki se vidi na vertikalnem prerezu [10]).

Slika 5: Najvecja jakost padavin:sibka (zelena), zmerna (rumena),mocna (oranzna) in ekstremna zmozno toco (rdeca).[11]

Slika 6: Maksimalna odbojnostpadavin.[11]

Slika 7: Visina vrhov oblakov (km nad morsko gladino).[11]

9

5 Slovenski meteoroloski radarji

V Sloveniji imamo vec kot 40 letno zgodovino uporabe vremenskega radarja. Leta 1971je bil postavljen prvi radar v Zikarcah pri Mariboru. Bil je predelan iz vojaskega radarjaz uporabnim dosegom 40 km. Uporabljal se je v poletnih mesececih v okviru obrambepred toco. Leta 1984 je bil odprt novi radarski center na Lisci pri Sevnici, kjer je tudidanes. Ta radar je imel vecji doseg (200 km) in je prav tako meril samo poleti do leta1997, ko se je zacel uporabljati tudi v druge namene [12]. Radar na Lisci pa cele drzaveni pokrival najbolje, zato so leta 2014 zgradili nov radarski center na Pasji Ravni vPolhograjskem hribovju. Radarja sta si sicer zelo podobna, bistevena razlika med njimapa je, da novi radar uporablja dvojno polarizacijo, ki izboljsa oceno radarskih padavin [13].Slovensko vremensko radarsko omrezje se imenuje SIRAD. Sestavljata ga radarski postajiin radarski center na ARSO v Ljubljani. Radar na Lisci je srednje mocan (Podd = 300W ,srednjevaloven (λ = 5cm), ozkega snopa (1◦) in s premerom antene 4 m. V vsaki sekundiizseva 600 do 1200 pulzov, dolgih okoli 300m. Kot elevacije je od 0◦ do 30◦, antena se vrtis hitrostjo 3 obrate na minuto. Vsakih 10 minut se zacne novo merjenje po 12 naklonskihkotih, ki traja 5 minut. Uporaben je do razdalje 200 km.[12]

6 Zakljucek

Radarska enacba povezuje merjeno sprejeto moc z radarsko odbojnostjo, ki jo povezemoz ostalimi kolicinami, ki nas zanimajo. V seminarju smo jo povezali z jakostjo padavinpreko Z-R relacije. Glavna prednost radarskih meritev je velika prostorska in casovnalocljivost, kar pomeni, da cez nekaj minut dobimo informacijo o stanju atmosfere v vsehtockah znotraj uporabnega dosega radarja, za kar bi sicer potrebovali vec tisoc pada-vinskih postaj. Pomankljivost je slabsa natancnost, posebej pri velikih razdaljah in nadrazgibanem reliefom. Pri velikih razdaljah vecinoma podceni kolicino padavin, ker zaradiukrivljenosti Zemlje ne more meriti blizu tal. Pri neoptimalnih pogojih radarskega mer-jenja pride do podcenitev in precenitev. Napake se dajo dobro pojasniti z izmerjenimvertikalnim profilom odbojnosti. Natancnost radarja se poveca s korekcijo radarskih me-ritev z ombrometrskimi. Danes si ne moremo predstavljati kakovostnega meteoroloskegaopazovanja brez radarjev. Radarska meteorologija je podrocje, ki se vseskozi razvija (novinacini analize in prepoznavanja nevihtnih vzorcev).

Literatura

[1] H.Sauvageot, Radar Meteorology, Artech House, 1992.

[2] S.Raghavan, Radar Meteorology, Kluwer Academic Publishers, 2003.

[3] J. Rakovec, Sevanje v ozracju - skripta za del predmeta Fizikalna meteorologija, FMF,2009.

[4] http://meteorologytraining.tpub.com/14271/css/14271_61.htm (15.2.2015).

10

[5] J.S.Marshall, W.McK. Palmer, The distribution of raindrops with size, J.Meteorology,Vol.5 1948.

[6] M. Divjak, Radarsko merjenje padavn: uporaba vertikalnih profilov odbojnosti, Hi-drometeoroloski zavod Republike Slovenije, Ljubljana.

[7] R. J. Doviak, D. S. Zrnic, Doppler radar and weather observations, Second edition,Academic Press, Inc., 1993.

[8] http://www.eumetrain.org/data/2/253/navmenu.php?tab=4&page=2.0.0

(4.3.2015).

[9] http://www.idga.org/intelligence/articles/fundamentals-of-rf-propagation-in-electronic-warfa/

(4.3.2015).

[10] M. Irsic Zibert, J. Cedilnik, Znacilni vzorci za prepoznavanje mocne konvekcije nasatelitskih in radarskih slikah, primeri iz poletja 2008, Dostopno preko: http://www.sos112.si/slo/tdocs/ujma/2009/059.pdf (4.3.2015).

[11] http://www.arso.gov.si/vreme/napovedi%20in%20podatki/srd.html#divjak1

(4.3.2015).

[12] M. Divjak, Pomen radarjev v sistemu obrambe pred toco., Univerza v Ljubljani, FMF,1988.

[13] A. Zgonc, Strokovni izlet Slovenskega meteoroloskega drustva na Pasjo ravan, Vetr-nica, 0714, str.85.

11