Meteorolojik Hedeflerin Radarla Belirlenmesi ve İzlenmesi

Geri saçılan enerjinin ölçülmesiyle radar reflektivite faktörü (Z) hesaplanabilir. Alınan güç ile radar reflektivite faktörü arasındaki bağıntı,

f1

gibidir. Reflektivite faktörü, damla çapının altıncı kuvvetinin birim hacimdeki tüm damlalar üzerinden toplamı olarak tanımlanır. Reflektivite faktörünün damla dağılımına göre bağımlılığı,

f2

olarak verilir. Burada N(D) damla büyüklük dağılımı, D ise damlanın çapıdır. Reflektivitenin birimi logaritmik olarak ifade edilir.

f3

Z ile yağış miktarı R arasında da ampirik bir bağıntı vardır. Bu bağıntı,

f4

şeklinde ifade edilir. Bu formüldeki A ve B katsayıları yağışın tipine ve bölgenin yağış karakteristiğine göre değişmektedir. Fakat yağmur için en geçerli olan katsayılar Marshall ve Palmer tarafından 1948 yılında geliştirilmiştir. Marshall ve Palmer’a göre A=200 ve B=1,6 dır. Radar yazılımları tarafından işlenen reflektivite değerlerine karşılık gelen yağış tipleri ve diğer yankı (eko) kaynakları aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

t5

Bulutlar

Yağışa neden olmayan bulutların içindeki damlacıklar ya yağış oluşturacak kadar büyük değildir ve bu yüzden aşağıya düşemezler, ya da bulut partiküllerini belli bir seviyede asılı olarak tutan yukarı doğru hafif bir hareket vardır. Bulutlar sıcaklık ve diğer faktörlere bağlı olarak ortaya çıkan küçük su damlacıklarının ya da buz kristallerinin bir karışımıdır. Başlangıçta bir çok bulut sıvı hidrometeor olarak oluşmaya başlasa da sonuçta hem buz kristallerinin hem de buz ve aşırı soğumuş sıvı su damlacıklarının bir arada bulunduğu bir duruma gelirler (su damlacıklarının sıcaklığı 0°C’den daha soğuk olup, süper soğumuş damlacıklar 0 ile – 40 °C arasında olabilirler).

Bulutların tiplerine, yaşına, yüksekliğine ve coğrafik konumuna bağlı olarak bulut içinde bulunan damlacıkların büyüklükleri ve konsantrasyonları değişebilmektedir. Genel anlamda bulut tabanından bulut tepesine doğru gidildikçe partiküllerin büyüklükleri artar. Aynı şekilde bulutlar yaşlandıkça damlacıkların çapları büyür.

Yağmur

Meteorolojik radarlar tarafından yağmur kolaylıkla tespit edilebilmektedir. Yağmur terimi çok küçük yoğunluktaki çisentiden şiddetli orajlara kadar olan geniş bir yelpazeye sahiptir. Bu nedenle radarın en yoğun olarak kullanıldığı alandır. Bulut içindeki yağmur damlacıkları büyüklüğü dağılımının bilinmesi ile yağış oranı, sıvı su muhteviyatı ve radar reflektivitesi hesaplanabilmektedir.

Kar

Kar, radar tarafından çoğunlukla tespit edilebilmektedir. Bununla beraber kar ve yağmur saptanmasında farklılıklar vardır. Bunun en önemli nedeni ise kar yağışı oranının yağmur yağışı oranından daha düşük olmasındandır. Bu karşılaştırma yağış oranının su eş değeri ile yapılır. Kar oranı sıvıya dönüştürülür ve mm/saat cinsinden hesaplanır. Kar ve yağmur suyu arasındaki reflektivite farkı su eşdeğer farkından oluşmaktadır. Kar yağışının yağmura oranla daha zor belirlenebilmesinin bir nedeni de fırtınadır. Fırtınalar nedeniyle oluşan kar aynı nedenle oluşan yağmur ve doluya göre daha az ve ufaktır. Kar fırtınalarının çok geniş fakat yükseklik olarak dar bir alana yayılması reflektivitelerini azaltır. Dual polarizasyon özellikli radarlarda bazı ürünler ve hidrometeor sınıflandırma algoritmaları kar-yağmur ayırımının daha doğru yapılabilmesine yardımcı olurlar.

Dolu

Dolu, çapı en az 5 mm olan buz şeklinde bir yağış olarak tanımlanır. Hemen hemen daimi orajlar içinde meydana gelir. Dolu 5 mm’den 10 cm çapa ulaşabilir. Dolu fırtına nedeniyle değişik ölçülerde düşer ve dağılır. Dolunun reflektivitesi dolunun dış yüzeyinin ıslak ya da kuru olması ile ilişkilidir. Kuru dolu aynı ölçülerdeki ıslak olandan daha az reflektiviteye sahiptir. Dual polarizasyon özellikli radarlar ile dolu tespiti daha kolay yapılabilmektedir.

Oraj

Radardan elde edilen farklı reflektiviteler bize iki farklı orajın varlığını göstermektedir. Bunlar şiddetli ve şiddetli olmayan orajlar olarak adlandırılır.

Şiddetli Olmayan Orajlar:

Bu tür orajlarda nispeten küçük alanlarda çok kuvvetli düşey hava hareketleri görülmektedir. Radarda reflektivitesinin yoğun olduğu alanlar ve civarında bu tip orajlara bağlı yağışlar tespit edilebilmektedir. Oraj içerisinde farklı gelişim sahalarında çok sayıda hücreler mevcuttur. Genellikle radar ile oraj hücrelerinin ilk tespit edildiği yükseklik 3 ile 6 km arasındadır. Hücrelerin olgunlaşma safhası, yarıçaplarının nispeten daha büyük olmasından dolayı radar reflektivitesinin en yoğun olduğu alanlarda gerçekleşmektedir. Bir orajın yaşam süresi olarak tanımlanan süre, hücrelerin oluşumu ve yere yağış olarak düşmesi, yaklaşık 30 dakikalık bir süreyi kapsar.

Şiddetli Orajlar:

Şiddetli orajda yukarıya doğru çok şiddetli bir hareket ve bu hareket nedeniyle etkilenen bir çevre söz konusudur. Çok hücreli şiddetli fırtınalar organize ve periyodik olarak meydana gelen şiddetli hücreleri içerirler. Yeni hücreler genelde fırtınanın sağ tarafında meydana gelip gelişirler. Yeni hücreler, fırtına içinde hareket ederken kimliklerini kaybetmezler fakat fırtınanın sol tarafındaki yaşlı hücreler ölüyorsa bunlar olgun fırtınalar haline gelirler. Yeni hücreler düzenli bir şekilde gelişiyorken fırtınanın sağ tarafında orta seviyelerde kararlı bir eko hattı vardır. Bunun alt kısımlarında ya çok zayıf ekolar vardır yada hiç eko yoktur. Her yeni hücre genellikle fırtınanın sağ tarafında geliştiği için fırtınanın tamamı, bireysel hücrelerin yada ortalama çevre rüzgarlarından daha yavaş bir hızla sağa doğru hareket eder. Çok hücreli şiddetli fırtınalar birkaç saat sürebilir ve çok şiddetli hava olaylarını ortaya çıkarabilir. Buna rağmen şiddetli hava olayları genellikle geniş bir alana yayılmazlar.

İlginize Çekebilir

Mikrodalga-Fan Destekli Konveksiyon Isıtma ile Kurutma