Как работает метеорологический радар?

Он работает так же, как любой радар. Антенна передает импульс энергии, прослушивает его отражение и интерпретирует мощность отражения для расчета коэффициента отражения Z, выраженного в децибелах dBZ (полезно, поскольку возвращаемая мощность варьируется на много порядков). Погодный радар может видеть воду, град, жуков, птиц, летучих мышей и более крупные объекты, а также землю, но не облака. Более высокая возвращаемая мощность может означать большее количество объектов или более крупные объекты. Базовый радар с одной поляризацией не может определить разницу между тоннами мелких капель дождя и меньшим количеством крупных дождевых капель.

Характеристики радара на любом самолете обычно определяются размером антенны, поскольку оптимальная частота излучения для данной антенны различается. Большие тарелки S-диапазона*, составляющие наземную сеть WSR-88D, довольно большие (около 10 м). S-диапазон — хороший выбор, потому что они имеют низкое затухание и могут проникать сквозь штормы и видеть объекты позади себя. Однако самолеты не могут использовать S-диапазон, потому что антенны слишком велики, чтобы их можно было установить на самолет, и требуют слишком много энергии для их полного использования.

Радары самолетов обычно работают в X-диапазоне*. В X-диапазоне можно увидеть более мелкие частицы, чем в S-диапазоне, но они легче затухают. Это означает, что если перед вами большая буря, энергия не проникает далеко в бурю и может не показать вам всю бурю. Это отличные радары малого радиуса действия, и они хорошо работают в бортовых приложениях, если вы знаете о проблеме с затуханием.

Дисплеи радаров самолета обычно отображают только информацию с бортового радара и не передают дополнительную информацию с наземных станций. Бортовой радар обычно регулируется пилотами по вертикали, поэтому они могут направлять радар вверх или вниз по мере необходимости.

Вот пример антенны радара и связанной с ней электроники на Cessna Citation 501:

_{Изображение Dtom, Wikimedia Commons. https://en.wikipedia.org/wiki/Файл:Cessna501_radar.JPG}

*Диапазон S: 8–15 см/2–4 ГГц Диапазон
X: 2,5–4 см/8–12 ГГц

Они не связаны с землей, это радары и работают независимо.

Радар посылает импульсы, обычно в диапазоне 10 или 5 см, которые отражаются от капель воды. Чем больше концентрация капель, тем больше отражение (больше энергии возвращается в РАДАР), которое используется для получения цветов. Зеленый означает светлую плотность, оранжевый — среднюю, а красный — высокую. Не показан пурпурный (или фиолетовый), который действительно неприятный.

Некоторые метеорологические радары также используют эффект Доплера , чтобы показать относительную скорость ветра и турбулентность в этих областях.

Чистый воздух — это когда между вами и первым возвращением (первым кусочком цвета) нет цвета. Как правильно указывает DeltaLima ниже, сигнал может быть настолько ослаблен, что нечего будет рисовать, поэтому никакой цвет за пределами первого отражения не может быть интерпретирован как чистый воздух.

Они могут обнаруживать дождь, грозу и т. д., а некоторые модели — турбулентность. Вы также можете изменить «усиление» приемника, чтобы создавать разные дисплеи, чтобы лучше видеть плохие вещи, и часто его можно наклонять вверх и вниз, чтобы увидеть, что находится выше или ниже, и получить некоторое представление о том, насколько высок шторм.