Совместный эксперимент по поляризации - Joint Polarization Experiment
эта статья нужно больше ссылки на другие статьи помочь интегрировать в энциклопедию.Август 2018 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) ( |
WSR-88D, объект JPOLE | |
Страна происхождения | Соединенные Штаты Америки |
---|---|
Введено | 1988 |
Нет. построен | 160[1] |
Тип | Метеорологический радар |
Частота | 2900 МГц (S-диапазон) |
PRF | 300 - 1200 Гц |
Ширина луча | 0.95°[2] |
Ассортимент | 460 км |
Диаметр | 8,51 м |
Азимут | 0-360° |
Высота | -1°— 20° |
Мощность | 750 кВт |
В Совместный эксперимент по поляризации (JPOLE) был тестом для оценки производительности WSR-88D чтобы изменить его, чтобы включить двойная поляризация. Эта программа была совместным проектом Национальная служба погоды (NWS), Федеральная авиационная администрация (FAA) и ВВС США Метеорологическое агентство (AFWA), которое проходило с 2000-2004 гг. Это привело к обновлению всей сети метеорологических радаров в Соединенные Штаты добавив двойную поляризацию, чтобы лучше определить тип гидрометеор, и упавшие количества.[3]
История
За годы, предшествовавшие JPOLE, НКАР был одним из первых центров в этой области, которые использовали двойную поляризацию для метеорологического радара, с сотрудниками Душана С. Зрника и Александра В. Рыжкова. В июле 2000 г. первое совещание по планированию JPOLE было проведено в NSSL, и было определено, что проект будет проходить в два этапа:
- Многосезонный сбор данных с двойной поляризацией с использованием специально модифицированного радара NEXRAD с весны 2002 г .;
- вторая, более интенсивная кампания по наблюдению, начавшаяся весной 2003 г. с использованием нескольких приборов (другие радары, метеостанции, наблюдатели и полеты на месте в пограничном слое для сравнения с данными радара, оборудованного JPOLE. Затем все эти данные были проанализированы, чтобы определить осуществимость концепции двойной поляризации с практической точки зрения и продемонстрировать соотношение затрат и выгод от модификации сети NEXRAD. Кроме того, на втором этапе были достигнуты научные успехи в этой области.
Описание
JPOLE была представлена с использованием испытательная площадка Метеорологический радар NEXRAD установлен в Норман, Оклахома, на основании Национальная лаборатория сильных штормов (NSSL). Сигнал от его передатчика был разделен на две части для получения обычного горизонтальная поляризация и вертикальная поляризация.[4] Сигналы на антенну подавали два волноводы и мог одновременно передавать два сигнала и, кроме того, принимать эхо, возвращаемое атмосферные осадки в излучаемой или ортогональной плоскостях.[5]
Как правило, большинство гидрометеоров имеют большую ось по горизонтали (например, капли дождя становятся сплющенными при падении из-за сопротивления воздуха). Из-за этого диполярная ось молекул воды, следовательно, стремится выровняться по горизонтали, и, как таковой, луч радара обычно будет горизонтально поляризованным, чтобы воспользоваться преимуществами максимального отражения. Если мы отправим одновременно импульс с вертикальной поляризацией и другой с горизонтальной поляризацией, мы можем заметить разницу нескольких характеристик между этими возвратами:[6]
Дифференциальная отражательная способность ()
- Если цели имеют уплощенную форму, путем отбора проб двумя волнами [из которых одна имеет вертикальную поляризацию (V), а другая - горизонтальную (H)], мы получаем более высокие интенсивности, возвращающие горизонтальную ось. С другой стороны, если ортогональные возвраты равны, это указывает на круглую цель. Это называется дифференциальной отражательной способностью или ().
Коэффициент корреляции ()
- Луч радара исследует больший или меньший объем в зависимости от характеристик передающей антенны. Возвращается среднее значение волн, отраженных отдельными целями в объеме. Поскольку цели могут менять положение во времени относительно друг друга, интенсивность волн V и H остается постоянной, только если цели сохраняют однородность. Отношение интенсивностей между H- и V-каналами, возвращающимися из последовательных выборок, называется коэффициентом корреляции () и, следовательно, дает представление об однородности или ее отсутствии объектов в исследуемом объеме.
Дифференциальный фазовый сдвиг ()
- Фаза волны меняется при прохождении через среды различной плотности. Сравнивая скорость изменения фазы возвратной волны с расстоянием, определенная дифференциальная фаза может помочь отобрать количество пройденного материала.[7]
использованная литература
- ^ "Продукты NOAA NEXt-Generation RADar (NEXRAD) - Data.gov". catalog.data.gov.
- ^ "Технологии метеорологических радиолокаторов за пределами NEXRAD". 31 июля 2002 г. Дои:10.17226/10394. ISBN 978-0-309-08466-6. Цитировать журнал требует
| журнал =
(Помогите) - ^ Шарфенберг, Кевин А .; Миллер, Дэниел Дж .; Schuur, Terry J .; Schlatter, Paul T .; Giangrande, Scott E .; Мельников Валерий М .; Берджесс, Дональд У .; Андра, Дэвид Л .; Фостер, Майкл П .; Краузе, Джон М. (1 октября 2005 г.). «Совместный поляризационный эксперимент: поляриметрический радар в прогнозировании и принятии решений по предупреждению». Погода и прогнозирование. 20 (5): 775–788. Bibcode:2005WtFor..20..775S. Дои:10.1175 / waf881.1.
- ^ Служба Министерства торговли США, NOAA, National Weather. "Свяжитесь с нами". www.weather.gov.
- ^ Рыжков, Александр В .; Schuur, Терри Дж .; Берджесс, Дональд У .; Heinselman, Pamela L .; Giangrande, Scott E .; Зрнич, Душан С. (1 июня 2005 г.). «Совместный поляризационный эксперимент: поляриметрические измерения осадков и классификация гидрометеоров». Бюллетень Американского метеорологического общества. 86 (6): 809–824. Bibcode:2005БАМС ... 86..809р. Дои:10.1175 / бамс-86-6-809.
- ^ http://cimms.ou.edu/~schuur/jpole/JPOLE_Overview_Report.pdf
- ^ "Страница поляриметрического радара". www.cimms.ou.edu.