Irena Tuszyńska Charakterystyka produktów radarowych

Transkrypt

1 Irena Tuszyńska Charakterystyka produktów radarowych Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Warszawa marzec 2011

2 Autor opracowania mgr inż. Irena TUSZYŃSKA Ośrodek Teledetekcji Naziemnej Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Warszawa ul. Podleśna 61 Opracowanie prezentacji w HTML mgr Paweł Rychlewski Pawel.Rychlewski@imgw.pl Ośrodek Teledetekcji Naziemnej Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Warszawa ul. Podleśna 61 Recenzent opracowania mgr Zdzisław Dziewit Zdzislaw.Dziewit@imgw.pl Ośrodek Teledetekcji Naziemnej Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Warszawa ul. Podleśna 61 2

3 Spis treści 1 Metodyka pozyskiwania informacji radarowej i jej przetwarzanie Radar meteorologiczny Radary z pojedynczą i podwójną polaryzacją Pozyskiwanie i przetwarzanie informacji radarowej Typy produktów generowanych przez system radarowy 12 2 Podstawowe produkty radarowe Przekrój stożkowy - PPI Przekroje poziome typu CAPPI i PCAPPI Odbiciowość średnia w zadanej warstwie - LMR Odbiciowość maksymalna - MAX i CMAX Wysokość echa radarowego - EHT Wierzchołek echa radarowego Wysokość maksymalnej odbiciowości Wysokość podstawy echa radarowego Przekrój pionowy RHI Przekrój pionowy przez dwa punkty - VCUT i przekrój wzdłuż łamanej MLVCU 32 3 Produkty hydrologiczne Natężenie opadu - SRI Suma opadu - PAC Wodność scałkowana w pionie - VIL Akumulacja opadu w podzlewniach - RSA 37 4 Produkty wiatrowe Produkty wiatrowe według geometrii ich tworzenia Przekroje stożkowe rozkładu prędkości radialnej i szerokości widma prędkości radialnych typu PPI Rozkład prędkości radialnej i rozkład szerokości widma prędkości radialnych na stałej wysokości typu PCAPPI Rozkład prędkości i szerokości widma prędkości radialnych typu CMAX i MAX

4 4.1.4 Rozkład prędkości radialnych i szerokości widma prędkości radialnych na przekrojach typu VCUT i MLVCUT Pionowy profil wiatru - VVP Wiatr poziomy - HWIND i technika wiatru jednorodnego - UWT Prędkość wiatru radialnego w funkcji azymutu - VAD Produkty uskoków wiatru typu SHEAR Produkty SHEAR i ich kombinacje Poziomy gradient wiatru HSHEAR Pionowy gradient wiatru VSHEAR Turbulencje - LTB 56 5 Produkty analizy groźnych zjawisk Wskaźnik groźnych zjawisk - SWI Prawdopodobieństwo wystąpienia gradu - ZHAIL 62 6 Produkty prognostyczne Śledzenie komórek opadowych - RTR Śledzenie komórek burzowych - CTR 65 7 Rozpoznawanie zjawisk w oparciu o produkty radarowe Wykorzystanie pomiarów z podwójną polaryzacją Rozpoznanie typu opadu CAPPI(ET) i RHI(ET) Możliwości rozpoznawania zjawisk w oparciu o produkty z radarów pracujących z pojedynczą polaryzacją fali 69 8 Zbiorcza mapa radarowa 74 4

5 1. Metodyka pozyskiwania informacji radarowej i jej przetwarzanie 1.1 Radar meteorologiczny RADAR (RAdio Detection And Ranging) - urządzenie, którego zasada działania jest oparta na wykorzystaniu zdolności do odbijania przez obserwowane obiekty wysyłanego w ich kierunku promieniowania elektromagnetycznego. Radar znany był już w latach trzydziestych XX wieku. Dzisiaj jest wynikiem osiągnięć wielu lat badań. Pierwsze radary służyły tylko do zdalnego wykrywania samolotów i okrętów. Około lat pięćdziesiątych radary zaczęli wykorzystywać do swoich celów także meteorolodzy, tj. do wykrywania oraz śledzenia burz i opadów. Pojawiła się nowa dziedzina wiedzy: meteorologia radarowa zajmująca się badaniem różnic między odbiciami sygnałów radarowych pozyskanych od różnego rodzaju chmur i opadów. Wysłana przez radar wiązka fali elektromagnetycznej w momencie zetknięcia się z cząsteczkami chmurowymi wzbudza w nich elektryczne i magnetyczne dipole. One z kolei wypromieniowują w przestrzeń falę, która powraca do anteny radaru tworząc sygnał użyteczny, tzw. echo radarowe. Największy wkład w sygnał radarowy od obiektów meteorologicznych wnoszą duże cząsteczki cząsteczki opadowe. Jednak tylko drobna część energii przechodzącej przez chmurę opadową jest przez nią odbijana. Większa cześć energii przechodzi dalej. Dzięki temu możemy obserwować chmury położone jedna za drugą. Podstawową cechą, wyróżniającą radar meteorologiczny od pozostałych radarów jest charakterystyka kierunkowa, czyli kształt emitowanej wiązki fal elektromagnetycznych i sposób przeszukiwania przestrzeni. Radary meteorologiczne emitują wiązkę "stożkową", o rozbieżności mniejszej lub równej 1 w pionie i w poziomie. Wiązka taka charakteryzuje się dużą koncentracją energii. Jej przekrój ma kształt kołowy, który jest tym większy im większa jest odległość od radaru. Dla danego ustawienia kątowego wiązki radarowej oświetlane są kolejne próbki obiektu meteorologicznego, w miarę jak impuls sondujący przebija się przez obiekt. Jest to wielką zaletą radarów meteorologicznych. Nie obserwuje on tylko granic chmur (jak aparat fotograficzny), ale prześwietla je działając podobnie jak rentgen czy USG. Pozyskane informacje z kolejnych próbek powracają do anteny w postaci echa radarowego (zwrotnej fali elektromagnetycznej). Ich rozmiary zależą od rozpiętości wiązki radarowej. 5

6 Uwzględniając właściwości materiału kropli wody badacze tego zjawiska znaleźli zależność opisującą powierzchnię skuteczną kropli wody od jej średnicy. Rezultatem było sformułowanie zależności mocy echa radarowego P r od średnic kropli i ich liczby w jednostce objętości. P C N 6 r D 2 i R i 1 gdzie: P r - moc echa radarowego [mw], D i - średnica kropli, R odległość sondowanej próbki od radaru, C - współczynnik zależny od parametrów radaru i stanu skupienia hydrometeorów, N - liczba kropli w jednostce objętości chmury. Suma występująca w tej zależności jest nazywana odbiciowością i oznaczana symbolem Z czyli: Z N D i i 1 6 C [mm 6 /m 3 ] P r Z 2 R Wartości odbiciowości Z zmieniają się w bardzo szerokich granicach dlatego też najczęściej stosuje się tutaj skalę logarytmiczną, a jednostkę odbiciowości oznaczono symbolem dbz (decybele ze stosunku Z do 1 mm 6 /m 3 ) i definiuje jako: 1 dbz = 10logZ a w meteorologii radarowej nazywamy ją odbiciowością radarową. W przypadku radarów meteorologicznych wykrywane są przestrzenne struktury meteorologiczne, które rozciągając się w przestrzeni wypełniają kolejne komórki (próbki) rozróżnialności w kolejnych wiązach skanowania radowego. Nie są one jednorodne tj. nie składają się tylko z kropli wody lecz są najczęściej mieszaniną hydrometeorów (kropli deszczu, płatków śniegu, krupu śnieżnej, gradu itp.). Pozyskana od nich wartość odbiciowości uzależniona jest jednocześnie od typu hydrometeorów, ich rozmiarów i rozkładu w zlokalizowanej strukturze (w jednostce objętości). Atmosfera od początku swego istnienia jest w nieustannym ruchu, pionowym jak i poziomym. Poziomy ruch powietrza to wiatr. Znajomość kierunku i prędkości wiatru to jedna z fundamentalnych informacji meteorologicznych. Standardowe pomiary kierunku i prędkość wiatru, jak wszystkie standardowe pomiary w meteorologii, są ograniczone do miejsca, w którym się je wykonuje. Natomiast radar nie jest w stanie wykryć ruchu (wiatru) w powietrzu. Jednak wiatr wywiera wpływ na obiekty znajdujące się bezpośrednio w powietrzu lub wchodzące z nim w interakcje. Obiektami tymi są, między innymi chmury, a ich 6

7 przemieszczanie się to efekt działania wiatru. Technika radarowa obserwacji wiatru polega na śledzeniu zmian położenia hydrometeorów, będących w ciągłym ruch, w stosunku do obserwatora (radaru) jak i względem siebie, który jest wynikiem niejednorodnego rozkładu prędkości wiatru w obszarze danej struktury opadowej. Teledetekcyjne metody wyznaczania parametrów pola wiatr bazują głównie na wyznaczeniu dopplerowskiego przesunięcia częstotliwości emitowanego sygnału powodowanego ruchem cząstek chmurowych. Częstotliwość odbieranego sygnału od poruszających się struktur jest większa niż częstotliwość sygnału wysyłanego w ich kierunku w przypadku gdy obiekt zbliża się do radaru i mniejsza, gdy oddala się. Jest to typowy przykład występowania tzw. efektu Dopplera w odniesieniu do fal elektromagnetycznych. Zmianę częstotliwości fali elektromagnetycznej w kierunku od i do radaru nazywamy częstotliwością dopplerowską lub częstotliwością Dopplera. Zmiana częstotliwości fali elektromagnetycznej wywołanej zjawiskiem Dopplera Źródło rysunku: Wszystkie urządzenia oddanej do użytku w maju 2004 roku sieci POLRAD to dopplerowskie radary meteorologiczne. Poza pomiarem odbiciowości radarowej dokonują także pomiaru składowej radialnej wiatru (ruchu cząstek opadowych) i spektrum widma prędkości radialnych w strukturze opadowej. Pomiar prędkości dopplerowskich dokonywany jest w odbiorniku radarowym. Prędkość przemieszczania się hydrometeorów, prędkość radialna wykorzystywana jest w radarach dopplerowskich także do eliminacji ech nie opadowych poprzez zastosowanie w trakcie pomiaru tzw. filtrów dopplerowskich i jest najskuteczniejszym kryterium selekcji ech pożądanych od zakłóceń. Zmierzona przez radar dopplerowski prędkość przemieszczania cząstek hydrometeorów w całym obiekcie jest prędkością rzeczywistą, gdyż hydrometeory są 7

8 unoszone bez opóźnień. Jednak, aby móc określić wszystkie częstotliwości dopplerowskie, zależne od prędkości cząstek hydrometeorów, pojawiają się dodatkowe wymagania dla radaru dopplerowskiego. W tym momencie chodzi o tzw. częstotliwość powtarzania impulsu (PRF), która powinna być dostatecznie wysoka, aby móc określić wszystkie występujące częstotliwości dopplerowskie, zależne od prędkości cząstek hydrometeorów. 1.2 Radary z pojedynczą i podwójną polaryzacją Aktualnie w polskiej sieci radarowej POLRAD większość urządzeń to radary pracujące z pojedynczą polaryzacją fali (z falą spolaryzowaną poziomo). W miarę ich zużywania się wymieniane są na radary pracujące z falą o podwójnej polaryzacji. Sieć w ramach dalszego rozwoju będzie zagęszczana. Zastosowanie do pomiaru techniki o podwójnej polaryzacji fali elektromagnetycznej otworzyło nowe możliwości dla meteorologii radarowej jeśli chodzi o identyfikację i klasyfikację obiektów meteorologicznych. W praktyce sprowadza się to do emisji sygnału radarowego, spolaryzowanego poziomo i pionowo, na przemian lub jednocześnie z kanałów nadawczych, a następnie odbioru sygnału odbitego, przez dwa kanały, z których każdy dostosowany jest do swojej polaryzacji. Pozyskujemy wówczas zróżnicowaną informację odnośnie charakterystyk obiektu ze względu na polaryzację sygnału sondującego. Niesymetrycznie rozpraszające obiekty meteorologiczne powodują pojawienie się składnika depolaryzacyjnego zależnego od formy i rozmiaru orientacji i dielektrycznych właściwości cząstek rozpraszających (hydrometeorów). Klasyczny radar meteorologiczny wysyła wiązkę mikrofal o polaryzacji liniowej poziomej. Oznacza to, że wektor elektryczny fali (elektromagnetycznej) oscyluje w jednej płaszczyźnie (poziomej). Odbicie fali elektromagnetycznej od powierzchni dielektryka (wody) jest w rzeczywistości generowaniem fali w wyniku zmian orientacji dipoli elektrycznych wody, wymuszonych przez falę padającą. Dla opadów stworzono teorię wiążącą depolaryzację z położeniem głównych osi cząstek, które aproksymuje się małymi elipsoidami i różnicuje się sygnał odbity w zależności od polaryzacji fali padającej, gdyż radar wysyłając falę widzi hydrometeor o wymiarze takim, który jest dominujący w płaszczyźnie polaryzacji fali wysłanej w jego kierunku. Wszyscy zapewne wiemy, ze kształt swobodnie spadającej kropli zależy od jej wielkości. Przy czym najmniejsze kropelki są prawie idealnie okrągłe, zaś duże krople spadając mają tendencję do spłaszczania. Zmniejszenie pionowej średnicy kropli jest tym większe im 8

9 większa objętość kropli i jej prędkość spadania. W przypadku omiatania wiązką radarową takich spłaszczonych kropel powracający sygnał zależy od płaszczyzny polaryzacji fali. Wykonując pomiary radarowe radarem o podwójnej polaryzacji dokonujemy jakby pomiaru obu średnic kropel wzdłuż dwóch płaszczyzn (pionowej i poziomej) wynikających z opromieniowania hydrometeorów w strukturze meteorologicznej, jednocześnie falą o pionowej i poziomej polaryzacji. Skutkiem tego pozyskuje się dwie wartości sygnału odbitego od tych samych kropli różniące się miedzy sobą, a następnie porównuje się sygnały nadawane w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach z sygnałami zwrotnymi. W przypadku kropel, których średnice są większe od 1 mm pomiar falą spolaryzowaną poziomo daje większą wartość odbiciowości niż falą spolaryzowaną pionowo (odbiciowość Z jest sumą szóstych potęg średnic kropel) w opromieniowywanej objętości atmosfery. Porównując sygnały odbierane w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach możemy ocenić wielkości kropelek dominujących. Pozyskanie takiej informacji skutkuje dokładniejszym przeliczaniem odbiciowości na natężenie opadu. W oparciu o wartości wysłanego i zwrotnego sygnału podwójnie spolaryzowanego, w meteorologii radarowej wykorzystuje się operacyjnie różnego rodzaju wartości (wskaźniki), pozyskiwane z analiz tych sygnałów. 1.3 Pozyskiwanie i przetwarzanie informacji radarowej Podstawowym zadaniem radaru jest zbieranie danych, a następnie ich przetworzenie przez specjalistyczne oprogramowanie. Antenę radarową możemy sterować tak, aby zbierała informację tuż przy ziemi lub ustawić na dowolnym kącie w stosunku do powierzchni ziemi. Dzięki temu przegląd przestrzeni nad radarem można wykonywać w przekroju pionowym lub poziomym. Podstawowymi sposobami pozyskania informacji radarowej są przeszukiwania przestrzenne atmosfery. Wynikiem takiego przeszukiwania są surowe (źródłowe) dane we współrzędnych sferycznych zebrane z kolejnych elewacji dla: dalekiego zasięgu skanowanie klasyczne, bliskiego zasięgu skanowanie dopplerowskie oraz dodatkowe dane ze skanowania pionowego wykonanego na zadanym azymucie. 9

10 Pomiary skanowania klasycznego zoptymalizowane są pod kątem pomiaru odbiciowości Z [dbz] do zasięgu 250 km wokół radaru i wysokości 20 km. Najniższy kąt elewacji uwzględniający rozpiętość wiązki radarowej to 0,5. Wszystkie pozostałe kąty dobrane są tak, aby zapewnić optymalne pokrycie skanowanej przestrzeni (około 90% objętości skanowanej przestrzeni) ,8 o 18,5 o 14,1 o 10,6 o 7,7 o 5,3 o 3,4 o 15 2,4 o 10 1,4 o 5 0,5 o 0-5 Odległość w [km] Przykładowa geometria i czas skanowania klasycznego (narastająco) podany w [sekundach]. Powyższy diagram zawiera informacje o zasięgu pomiaru radarowego w odległości i wysokości. Przedstawia krzywiznę ziemi (brązowa linia) i pokrycie obszaru poniżej minimalnej i maksymalnej elewacji wynikające z rozpiętości wiązki (jasno zielony kolor). Natomiast w trakcie skanowania dopplerowskiego zbierane są odpowiednio dane o: - odbiciowości radarowej; Z [dbz], - prędkości radialnej; V [m/s], - szerokości spektralnej widma prędkości radialnych ; W [m/s] do zasięgu 125 km wokół radaru i do wysokości 20km. Najniższy kąt elewacji to 0,5 (tak samo jak dla skanowania klasycznego), a najwyższy 32,8. Parametry skanowania zoptymalizowane są pod kątem pomiaru prędkości radialnej. 10

11 Przykładowa geometria skanowania dopplerowskiego W trakcie skanowania pionowego radarem dopplerowskim dane mogą być zbierane po: - odbiciowości radarowej; Z [dbz], - prędkości radialnej; V [m/s], - szerokości spektralnej widma prędkości radialnych ; W [m/s] do określonego zasięgu w odległości i wysokości. O tym, jakie dane są zbierane, decydujemy w momencie definiowania skanu pionowego. Wstępne przetwarzanie odebranego sygnału odbywa się na stacji radarowej i jest realizowane przez radarowy procesor sygnału RSP (Radar Signal Processor). RSP wykonuje wstępną obróbkę danych pochodzących ze skanowania. Wynik tego procesu stanowi źródło danych dla dalszego przetwarzania w systemie radarowym. Generuje on podstawowe wielkości, takie jak: odbiciowość Z, prędkość radialna V, szerokość widmowa W, czy składowa podwójnej polaryzacji ZDR itd. Jednocześnie, RSP zapewnia wykonywanie wszystkich niezbędnych obliczeń takich jak: filtrowanie sygnału ech stałych, uśrednianie sygnału, demodulacja sygnału do składowych dopplerowskich, dyskryminację wg. wartości progowych i innych wielkości zgodnie z zaprogramowanymi przez użytkownika ustawieniami w harmonogramie zadań. Pozyskaną informację system radarowy przetwarza na bardzo dużą ilość różnorodnych produktów według specjalistycznych algorytmów zbudowanych nie tylko w oparciu o wiedzę z dziedziny meteorologii radarowej, meteorologii ogólnej, klimatologii, ale także z uwzględnieniem nauk ścisłych. Standardowo w systemie zdefiniowane są produkty podstawowe, które są niezbędne do wyrażenia aktualnego stanu atmosfery. Produkty te są archiwizowane - zapisane w bazie 11

12 w postaci plików graficznych typu PNG i w wersji źródłowej typu XML. Pozostałe produkty generowane są w zależności od potrzeb wynikających z: - konieczności wprowadzania danych radarowych do innych systemów, - zadań statutowych IMGW, - indywidualnych potrzeb użytkowników, - prowadzonych aktualnie prac badawczych. Dodatkowe produkty pozyskiwane w ramach systemu radarowego podzielić można ze względu na możliwości jakie wynikają z: - definicji tych produktów, - zobrazowania różnych stanów atmosfery na określonych wysokościach, - zobrazowania stanu atmosfery w określonej warstwie, wartości średnich lub maksymalnych, - geometrii tworzenia produktów w oparciu o te same algorytmy produktów, - zmian wartości progowych parametrów produktów określanych w momencie definiowania produktów. Wszystkie produkty ze skanu klasycznego pozyskujemy w zasięgu do km wokół radaru, a ze skanu dopplerowskiego, w większości (tam gdzie jest to możliwe) do zasięgu km wokół radaru Typy produktów generowanych przez system radarowy Podstawowym zadaniem radarowej sieci meteorologicznej jest generowanie produktów radarowych. Wytwarzanie produktów poprzedzone jest wieloma uzupełniającymi się zadaniami (co wynika z lektury poprzednich rozdziałów) zmierzającymi do utrzymania przepływu informacji od radaru do modułu je generującego, a następnie ich zobrazowanie lub przesłanie do użytkownika w postaci końcowych produktów. Biorąc pod uwagę technikę i sposób tworzenia produktów możemy wydzielić dwie główne grupy, tak zwane: - produkty pierwszego rzędu first-level - pozyskiwane z przetwarzania surowych danych (typu 3D) z wykorzystaniem określonych algorytmów i szczegółowej definicji produktu, - produkty drugiego rzędu second-level - obliczane na podstawie produktów pierwszego rzędu np. do wygenerowania PAC (Sumy opadów) niezbędny jest produkt SRI (Natężenie opadu). Zasadniczo, w ramach wymienionych dwu grup produktów, generowane produkty możemy podzielić na pięć podstawowych grup (ich nazwy traktować należy jako umowne): 12

13 - produkty podstawowe klasyczne produkty radarowe, - produkty hydrologiczne, - produkty wiatrowe, - produkty prognostyczne, - produkty groźnych zjawisk. Produkty podstawowe (Standard Products) Są to podstawowe produkty, wyliczane ze skanu klasycznego. Są wyrazem różnorodnych technik, metod wyliczania, prezentacji stanów atmosfery. Wyrażone są, dla większości produktów, w jednostkach odbiciowości radarowej [dbz]. Wszystkie produkty tej grupy są obrazem odbiciowości radarowej lub są z niej pozyskiwane. Obrazują stan atmosfery na różnych wysokościach lub w różnych jej warstwach z obszaru znajdującego się w zasięgu pomiaru radarowego. Punktem odniesienia jest średni poziom morza. Produkty hydrologiczne (Hydrological Products) W ramach tej grupy generowane są produkty, które obrazują opad wyrażony w [mm] przypadających na jednostkę czasu np. [mm/godz.] lub w [mm] dla produktów wyliczających sumy opadów. Wartości tych produktów podawane są w skali logarytmicznej w celu lepszego zobrazowania mniejszych wartości opadu. Należy jednak zaznaczyć, że radar nie mierzy bezpośrednio natężenia opadu lecz wielkości z nim stowarzyszone odbiciowość radarową, odbiciowość różnicową itp.. Kwestia przeliczenia jednej wielkości na drugą stanowi cały odrębny dział wiedzy z dziedziny meteorologii radarowej. Produkty wiatrowe (Wind Products) Z zebranych w trakcie skanowania dopplerowskiego danych generowane są różnego rodzaju mapy prezentujące: rozkład prędkości radialnej, wiatru w postaci tradycyjnych strzałek wiatru lub wykresów, uskoków wiatru w pionie i poziomie oraz oszacowania turbulencji w obiektach meteorologicznych. Do ich wygenerowania niezbędne jest posiadanie dobrej jakości danych o prędkości. Należy w tym momencie zaznaczyć, że między wiatrem dopplerowskim, a ruchem pola opadu jest istotna różnica. Zmierzony wiatr dopplerowski jest wiatrem rzeczywistym - kropelki są unoszone bez opóźnień. Natomiast przesunięcie obliczono np. według korelacji czasowej pól opadu dotyczy całego układu opadowego, który ma swoją wewnętrzną dynamikę. 13

14 Należy pamiętać, aby wszystkie produkty wiatrowe, do wyliczania których wykorzystywana jest składowa radialna wiatru, analizować łącznie z innymi produktami radarowymi jak i innymi źródłami informacji meteorologicznej np. z mapą synoptyczną, dla uniknięcia, możliwej, fałszywej interpretacji. Produkty prognoz i groźnych zjawisk (Forecasting & Phenomena Detection Products) W przykadku tej grupy produktów analizie poddawane są zarówno dane o odbiciowości jak i o prędkości radialnej. Wynikiem tego są produkty groźnych zjawisk typu opad i wiatr. Analizy wiatrowe prowadzone są w maksymalnym zasięgu do 125 km od radaru (ograniczenie wynikające ze skanu dopplerowskiego) co skutkuje takim samym ograniczeniem dla analiz odbiciowości jeśli chodzi o zasięg produktów groźnych zjawisk. Prawie wszystkie produkty dotyczące groźnych zjawisk mogą tworzyć z produktami meteorologicznymi, hydrologicznymi i wiatrowymi różne kombinacje. Produkty te w połączeniu np. z potencjalną wodnością, gradem, turbulencją oraz strefami uskoku pola wiatru mogą uzupełniać informację odnośnie genezy i tendencji rozwoju zjawisk meteorologicznych. Pozyskane w procesie przetwarzania informacje meteorologiczne i hydrologiczne prezentowane są na podkładach mapy fizycznej przeglądanego przez dany radar obszaru, opisane przez legendę zawierającą skalę kolorów z przypisanymi jej przedziałami wartości i podstawowymi informacjami dotyczącymi zasięgu oraz rozdzielczości prezentowanego obszaru. Na każdą mapę można nanieść dodatkowe informacje dotyczące prezentowanego terenu. Podstawowy format wyjściowy produktów radarowych bazuje na XML (Extensible Markup Language), powszechnie uznanym standardzie umożliwiający wymianę danych między różnymi systemami. Możliwe są także inne formaty np. HDF5 (format przyjęty obecnie za standard wymiany danych w Europie). Wyświetlane na ekranie monitora produkty wykonane są w grafice rastrowej 8- bitowej (na 1 piksel przypada 256 kolorów), a w pliku zapisywane są najczęściej w formacie PNG (Portable Network Graphics), choć dostępne są też inne formaty. Wszystkie produkty są dostępne dla pojedynczego radaru, a część z nich składana jest w mapy zbiorcze prezentujące obszar całej Polski lub regionu z zasięgu pomiaru wybranych stacji radarowych. Każde zobrazowanie radarowe produktów zawiera: mapę danych, podstawowe informacje dotyczące techniki skanowania, wartości niektórych parametrów służących do 14

15 odczytu informacji zawartej w mapie oraz paletę barw z dowiązanymi wartościami. Z prawej strony produktów zamieszczona jest legenda opisująca produkt. Możliwe jest także generowanie zobrazowań bez legendy. Jednak wówczas taki produkt zawierający tylko mapę dla potencjalnego użytkownika byłby mniej czytelny. Mapy takie generowane są do zastosowań specjalistycznych. W polu legendy każdego z produktów, cztery pierwsze parametry zazwyczaj powtarzają się. Dlatego nie zawsze będą powtarzane przy opisie kolejnych produktów. Przykładowy produkt. PDF File - nazwa katalogu systemowego, w którym składowany jest produkt, a jednocześnie nazwa systemowa produktu (nadawana w procesie zapisu definicji produktu, właściwa tylko dla danego produktu). Clutter Filter - określa jakiego filtru dopplerowskiego użyto do eliminacji ech anomalnych, Time sampling - czas próbkowania (dla ustalonych wartości PRF oraz prędkości anteny procesor sygnału przetwarza pożądaną ilość impulsów przypadającą na jeden promień). Parametr dobierany w procesie definiowania skanu. Jest to ilość próbek w azymucie do uśredniania sygnału (czas jaki radar poświęca na próbkowanie komórek w przestrzeni w kierunku azymutalnym np. jeśli antena obraca się wolno to w tym samym czasie więcej impulsów wyśle w danym kierunku, zwiększy się częstość pozyskiwania próbek, tym samym dokładność pomiaru). Im większa liczba, tym lepiej uśredniane dane. PRF - częstotliwość powtarzania impulsów. Range - zasięg produktu (zobrazowany). 15

16 Resolution - rozdzielczość produktu (rozmiar jednego piksela na mapie dla wyliczonej wartości produktu w tym punkcie) wyznaczana z zależności : Rozdzielczość = 2* Range/Size gdzie: Size jest parametrem ustalanym w procesie definiowania produktu. Height - wysokość w atmosferze, dla której policzono produkt. Alg type - typ zastosowanego algorytmu przyjęty do wyliczania produktu CAPPI Range - zasięg danych wyliczanych (uśrednianych) wg. algorytmu CAPPI. Data - rodzaj danych (źródło ich pochodzenia). Produkty bardziej specjalistyczne zawierające dodatkowe parametry, właściwe tylko dla produktu danego typu, będą dodatkowo opisywane. Większość produktów radarowych generowana jest w systemie pracy operacyjnej. Są to produkty niezbędne do wyrażenia aktualnego stanu atmosfery. W ramach systemu mogą być wytwarzane także produkty dodatkowe, standardowo nie generowane, a wykorzystywane do uzupełnienia lub wzbogacenia pozyskanej informacji. Poniżej zaprezentowano zestawienie omawianych w opracowaniu produktów z podziałem na produkty standardowo generowane i możliwe dodatkowo do wygenerowania. 16

17 Nazwa skrócona/ nazwa angielska PPI(dBZ) Plan Position Indicator Polska nazwa produktu Produkty podstawowe (Standard products) Przekrój stożkowy rozkład odbiciowości wzdłuż określonej elewacji. Źródło danych/parametr istotny dla utworzenia produktu Skan klasyczny: Z[dBZ] Elevation - kąt położenia anteny (względem poziomu). PCAPPI(dBZ) Pseudo Constant Altitude PPI LMR Layer Mean Reflectivity RHI(dBZ) Range Height Indicator - reflectivity RHI(V) Range Height Indicator - radial velocity RHI(W) Range Height Indicator - spectral width MAX(dBZ) Maximum Display CMAX(dBZ) Maximum Display EHT(height) Echo Top EHT(height) Height of Max. Reflectivity EHT(height) Echo Base EHT(height) Layer Thickness Przekrój poziomy - rozkład odbiciowości na określonej wysokości. Odbiciowość średnia w zadanej warstwie. Przekrój pionowy na zadanym azymucie po odbiciowości radarowej. Przekrój pionowy na zadanym azymucie po rozkładzie prędkości radialnych. Przekrój pionowy na zadanym azymucie po rozkładzie widma prędkości radialnych. Maksymalna odbiciowość w rzucie na trzy płaszczyzny. Rozkład maksymalnej odbiciowości w rzucie na jedną płaszczyznę Wysokość echa radarowego Wysokość maksymalnej odbiciowości. Wysokość podstawy echa. Grubość struktury opadowej. Skan klasyczny: Z[dBZ] Height - wysokość n.p.m., dla której tworzony jest obraz. Skan klasyczny: Z[dBZ] Top, Bottom - górna i dolna granica danych (grubość warstwy). Skan pionowy: Z[dBZ] Azimuth - azymut, wzdłuż którego wykonywany jest przekrój. Skan pionowy: V[m/s] Azimuth azymut, wzdłuż którego wykonywany jest przekrój. Skan pionowy: W[m/s] Azimuth - azymut, wzdłuż którego wykonywany jest przekrój. Skan klasyczny: Z[dBZ] Top, Bottom - górna i dolna granica danych. Skan klasyczny i dopplerowski: Z[dBZ] Top, Bottom - górna i dolna granica danych. Skan klasyczny: Z[dBZ] Skan klasyczny: Z[dBZ] Skan klasyczny: Z[dBZ] Skan klasyczny: Z[dBZ] 17

18 Produkty hydrologiczne (Hydrological Products) SRI (dbr) Surface Rainfall Intensity PAC(dBA)) (Precipitation Accumulation) VIL(dBA) Vertically Integrated Liguid Water Natężenie opadu na określonej wysokości. Suma opadu za: godzinę Suma opadu za 6 godzin Dobowa suma opadu Wodność scałkowana w pionie Skan klasyczny: Z[dBZ] Height Above Ground - wysokość ponad gruntem. Produkt drugiego rzędu bazujący na SRI(dBR). Skan klasyczny: Z[dBZ] Top, Bottom - górna i dolna granica danych (grubość warstwy). RSA River Subcatchment Accumulation Akumulacja opadu w podzlewniach Produkty wiatrowe (Wind Products) Produkt drugiego rzędu bazujący na produktach skanu klasycznego. Produktem wejściowym może być: CAPPI(dBZ), SRI(dBR) lub PAC(dBA). PPI(V) Plan Position Indicator - radial velocity PPI(W) - Plan Position Indicator - spectral width PCAPPI(V) Pseudo Constant Altitude PPI(V) PCAPPI(W) Pseudo Constant Altitude PPI(W) Przekrój stożkowy rozkładu prędkości radialnej Przekrój stożkowy obrazujący szerokości widma prędkości radialnych Rozkład prędkości radialnej na stałej wysokości typu PCAPPI Rozkład szerokości widma prędkości radialnych na stałej wysokości typu PCAPPI Skan dopplerowski: V[m/s] Elevation - kąt położenia anteny (względem poziomu). Skan dopplerowski: W[m/s] Elevation - kąt położenia anteny (względem poziomu) Skan dopplerowski: V[m/s] Height - wysokość n.p.m. dla której tworzony jest obraz Skan dopplerowski: W[m/s] Height - wysokość n.p.m. CMAX(V) Radial Velocity Maximum Rozkład maksymalnych prędkości radialnych w rzucie na jedną płaszczyznę Skan dopplerowski: V[m/s] CMAX(W) Spectral Width Maximum Rozkład maksymalnych wartości szerokości widma prędkości radialnych w rzucie na jedna płaszczyznę Skan dopplerowski: W[m/s] 18

19 MAX(V) Radial Velocity Maximum Rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnych zobrazowany na trzech płaszczyznach Skan dopplerowski: V[m/s] MAX(W) Spectral Width Maximum Rozkład maksymalnych wartości szerokości widma prędkości radialnych zobrazowany na trzech płaszczyznach Skan dopplerowski: W[m/s] VVP Volume Velocity Processing Pionowy profil wiatru Skan dopplerowski: V[m/s] HWIND Horizontal Wind Technique Rozkład wiatru poziomego na określonej wysokości Skan dopplerowski: V[m/s] Level - wysokość warstwy Number Of Grid Cells - ustala wielkości obszaru, na który przypada jeden wektor wiatru UWT Uniform Wind Technique Technika wiatru jednorodnego - wiatr poziomy na określonej wysokości Skan dopplerowski: V[m/s] VAD Velocity Azimuth Display Prędkość wiatru radialnego w funkcji azymutu Skan dopplerowski: V[m/s] SHEAR Radial Shear SHEAR Azimuthal Shear SHEAR Elevation Shear Radialny gradient wiatru Azymutalny gradient wiatru Elewacyjny gradient wiatru Skan dopplerowski: V[m/s] Elevation - kąt położenia anteny (względem poziomu), z którego pobierane są dane do wyliczenia produktu VSHEAR Vertical Shear Pionowy uskok wiatru. Skan dopplerowski: V[m/s] Top, Bottom -- górna i dolna granica danych (grubość warstwy) HSHEAR Horizontal Shear Poziomy uskok wiatru. Skan dopplerowski: V[m/s] Level - wysokość warstwy n.p.m. LTB Layer Turbulence Turbulencje w określonej warstwie atmosfery. Skan dopplerowski: W[m/s] Top i Bottom - wysokość górnej i dolnej warstwy, z której liczony jest produkt. 19

20 Produkty groźnych zjawisk (Phenomena Detection Products) SWI Severe Weather Indicato ZHAIL Zhail detection Wskaźnik groźnych zjawisk Prawdopodobieństwo wystąpienia gradu. Skan dopplerowski: V[m/s], W[m/s], Z[dBZ], Skan klasyczny: Z[dBZ] Wymaga określenia izotermy Produkt prognostyczne (Nowcasting Products) RTR Rain Tracking CTR Cell Centroid Tracking Śledzenie pól opadowych. Śledzenie komórek burzowych. Produkt drugiego rzędu bazujący na produktach skanu klasycznego po Z[dBZ] i dopplerowskiego po V[m/s]. Produkt drugiego rzędu bazujący na produktach skanu klasycznego po Z[dBZ] i dopplerowskiego po V[m/s]. Produkty rozpoznania typu opadu (Dual-pol Products) CAPPI(ET) Echo and Hydrometeor Classification RHI(ET) Echo and Hydrometeor Classification Rozpoznanie typu opadu. Rozpoznanie typu opadu dla przekroju pionowego. Skan klasyczny: Z[dBZ], ZDR[dB], PhiDP [stopnie], KDP [stopnie/km], PhoHV [-]. Skan pionowy: Z[dBZ], ZDR[dB], PhiDP [stopnie], KDP [stopnie/km], PhoHV [-]. Zestawienie generowanych i możliwych do wygenerowania produktów radarowych prezentowanych w niniejszym opracowaniu (stan na marzec 2011 r.) - kolorem żółtym oznaczono produkty, które są generowane w trybie pracy operacyjnej, Symbolem - oznaczono produkty nakładkowe. 20

21 2. Podstawowe produkty radarowe 2.1 Przekrój stożkowy PPI (Plan Position Indicator) Produkt PPI(dBZ) jest odwzorowaniem rozkładu odbiciowości radarowej w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej, pozyskanej z jednego obrotu anteny, wyrażonej w jednostkach odbiciowości radarowej [dbz]. Przykładowa mapa produktu PPI(dBZ). Elevation - kąt położenia anteny (względem poziomu), dla prezentowanej mapy równy 0,5 0 Aktualnie w systemie POLRAD generowane są cztery produkty typu PPI dla odbiciowości radarowej. Pochodzą one z czterech pierwszych kątów podniesienia anteny: - PPI_1 dla 0,5 stopnia, - PPI_2 dla 1,4 stopnia, - PPI_3 dla 2,4 stopnia, - PPI_4 dla 3,4 stopnia. Wytwarzane są one na potrzeby systemu analityczno-prognostycznego NIMROD. Stanowią źródło danych radarowych na wejściu do tego systemu. Geometria tworzenia produktu PPI 21

22 Podsumowanie PPI(dBZ) jest najszybciej tworzonym produktem, ponieważ generowany jest z danych dostarczonych tylko przez jeden obrót anteny. W zależności od odległości od radaru, wyświetlane dane pochodzą z różnych wysokości, co powoduje problemy z interpretacją danych. W pobliżu radaru występują echa stałe. Przydatność produktu Klasyczny produkt PPI (dla niskich kątów elewacji) wykonywany jest w celu uzyskania ogólnego przeglądu sytuacji. Bardzo przydatny w razie konieczności zwiększenia częstotliwości wykonywania przeglądu stanu atmosfery, szczególnie w przypadkach występowania zjawisk ekstremalnych. Zwiększenie ilości pozyskiwanych w jednostce czasu informacji pozwala na bardziej dokładną ocenę rozwoju sytuacji i lepsze monitorowanie atmosfery w niewielkich odstępach czasowych. Wymaga to jednak zmiany harmonogramu operacyjnego. W przypadku posiadania radaru mobilnego byłaby możliwość konfigurowania zadań dodatkowych w przypadku wystąpienia groźnych zdarzeń meteorologicznych np. w okresie zagrożenia powodziowego. Wówczas możliwe byłoby pozyskiwanie informacji radarowej np. co 5 min, lub częściej, o sytuacji nad danym radarem. Dane takie można wówczas wykorzystać do badań nad strukturą zjawisk jak i na potrzeby klientów strategicznych. 22

23 2.2 Przekroje poziome CAPPI(dBZ) i PCAPPI(dBZ) (Pseudo Constant Altitude Plan Position Indicator) Produkty CAPPI(dBZ) i PCAPPI(dBZ) są rozkładem odbiciowości radarowej, w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej, wyliczonej dla określonej wysokości n.p.m.. Przykładowa mapa produktu PCAPPI(dBZ) Level - wysokość warstwy CAPPI lub PCAPPI n.p.m., dla której wyliczany jest produkt Alg. Type - do liczenia produktu wykorzystano algorytm typu PCAPPI CAPPI Range - zakres pomiaru typu CAPPI Geometria tworzenia produktu PCAPPI. Operacyjnie generowanym produktem w ramach tej podgrupy jest produkt PCAPPI(dBZ) odbiciowość radarowa na zadanej wysokości. Produktu ten zawiera rozkłady średnich ważonych mocy echa odbitego (odbiciowości) od obiektów na wysokości określonej ponad średnim poziomem morza, w zasięgu określonym przez parametry definiowalne produktu. Do wyliczenia produktów PCAPPI uwzględniane jest całe terytorium objęte skanem. 23

24 Produkt PCAPPI(dBZ) to podstawowy produkt zobrazowania stanu atmosfery na ustalonej wysokości. Jest wynikiem przetworzenia informacji o odbiciowości radarowej. Na produkt składają się wartości odbiciowości wyliczone dla określonej wysokości nad średnim poziomem morza wyrażone w jednostkach [dbz]. Typowa rozdzielczość danych to 1x1 km, zaś obszar prezentowanych (przez pojedynczy radar) danych to 400x400km. W legendzie każdego produktu podawane są granice zasięgu CAPPI. Mapa odbiciowości radarowej dla wysokości 1km policzona wg. algorytmu typu CAPPI, z terminu , godz. 16:10 Podsumowanie Na mapie produktu PCAPPI(dBZ) mamy dane z całego obszaru w zasięgu skanowania klasycznego lub dopplerowskiego. Ograniczony zasięg dla trybu CAPPI brak danych wokół radaru i w dalszej odległości zasięgu. W przypadku produktu PCAPPI dane spoza obszaru pomiaru CAPPI pochodzą z: wyższych warstw atmosfery (dla dalszych odległości) lub niższych (w pobliżu radaru). Jest to wynikiem właściwości pomiaru radarowego. Przydatność produktu PCAPPI to podstawowy produkt radarowy: - najlepiej odzwierciedlający stan atmosfery na zadanej wysokości, - wyjściowy do tworzenia wielu innych produktów typu opadowego. W związku z powyższym bardzo przydatny zarówno do badań jak i wykorzystania przez potencjalnego odbiorcę; do zobrazowań stanu atmosfery na różnych wysokościach. 24

25 2.3 Odbiciowość średnia w zadanej warstwie LMR (Layer Mean Reflectivity) Produkt LMR obrazuje średnie wartości odbiciowości radarowej dla dowolnie określonej warstwy atmosfery wyrażone w jednostkach odbiciowości radarowej [dbz]. Przykład produktu typu LMR. Bottom - dolna wysokość n.p.m. brana do wyliczenia produktu Top - górna wysokość n.p.m. brana do wyliczenia produktu Aktualnie produkty typu LMR nie są generowane operacyjnie z uwagi na brak zapotrzebowania. Podsumowanie Brak ech stałych na produkcie w przypadku gdy dolna granica zostanie ustalona wyżej niż wysokość instalacji radaru, w przeciwnym wypadku pojawiają się echa stałe. Redukuje efekt silnych zmian w pionowym profilu odbiciowości szczególnie w przypadku struktur opadowych składających się z mieszaniny hydrometeorów typu: śnieg/mokry śnieg/woda, grad/mokry grad/woda Ograniczony zasięg produktu. Produkt nie jest polecany do wykorzystania jako jedyny lecz jako pomocniczy wraz z grupą innych produktów. Przydatność produktu Użyteczny produkt do identyfikacji pionowej struktury atmosfery, a zwłaszcza komórek burzowych i struktury składającej się z mieszaniny hydrometeorów, o ile generowany jest jako zestaw map odpowiadających kolejnym, stosunkowo cienkim warstwom atmosfery. Przydatny szczególnie do analizy skali zjawiska w interesującej nas warstwie atmosfery np. dla lotu samolotu na poziomie określonego korytarza lotniczego. 25

26 2.4 Odbiciowość maksymalna MAX(dBZ) i CMAX(dBZ) (Maximum Display) Produkty MAX(dBZ) i CMAX(dBZ) są maksymalnymi wartościami odbiciowości radarowej, pochodzącymi z obszaru zlokalizowanej struktury meteorologicznej, zobrazowanymi w postaci rzutu na trzy lub jedną płaszczyznę. Przykładowa mapa obrazująca rozkład ech radarowych na produkcie MAX dla sytuacji konwekcyjnej (charakterystyczna dla okresu letniego). Height - wartość dolnej i górnej wysokości n.p.m., w zakresie których wyliczano produkt Hor.Res. - rozdzielczość produktu w poziomie dla obrazu widok z góry Vert.Res. - rozdzielczość obrazu w pionie dla zobrazowań bocznych Obraz MAX pochodzi jakby z prześwietlenia chmury w każdym kierunku i obrazuje maksymalną wartość odbiciowości na każdym z kierunków. W tym celu dla każdego piksela na mapie pobierana jest, z dostępnych danych, pionowa lub pozioma kolumna, a z niej wybierana największa wartość. W efekcie tworzony jest potrójny obraz analizowanej sytuacji, na który składają się: widok najwyższych zmierzonych wartości odbiciowości w rzucie pionowym z góry na powierzchnię ziemi - czyli mapa odbiciowości maksymalnej dla każdej pionowej kolumny (pole A na rysunku), widok największych zmierzonych wartości odbiciowości w kierunku północ-południe przedstawiony jako pasek górny produktu obrazuje odbiciowości maksymalne dla każdej linii prostej skierowanej z południa na północ (pole B na rysunku), widok największych zmierzonych wartości odbiciowości w kierunku wschód-zachód przedstawiony jako zobrazowanie po prawej stronie mapy pokazuje odbiciowości maksymalne wzdłuż linii prostych skierowanych z zachodu na wschód (pole C). 26

27 Produkt CMAX(dBZ) Produkt typu CMAX jest obrazem maksymalnych wartości pomiarów radarowych generowany tylko dla płaszczyzny poziomej (na rysunku pomocniczym pole A), bez zobrazowań bocznych. Dla każdej z kolumn o wyżej wymienionej podstawie mogą być wyświetlane największe wartości: odbiciowości, prędkości radialnej lub rozkładu widma prędkości radialnych w całej przeglądanej przez radar przestrzeni (patrz rozdz. 4.4). Produkt CMAX - rozkład maksymalnych wartość odbiciowości utworzony dla zakresu wysokości od 1 do 15 km. Podsumowanie Zobrazowanie stanu atmosfery w rzucie na trzy płaszczyzny daje wrażenie trójwymiarowego spojrzenia na sytuację meteorologiczną i pozwala na zobrazowanie rozkładu ech radarowych w atmosferze. Oddaje obraz typu struktury opadowej (warstwowa, konwekcyjna czy mieszana). Gdy dolną granicę danych ustalimy odpowiednio wyżej niż wysokość anteny to do analizy nie będą brane echa stałe. Produkt mniej użyteczny do analizy danych o prędkości; im dalej od radaru tym wyżej nad horyzontem biegnie wiązka, tym większe wartości prędkości. Nie polecany do określania obszarów opadu. Przydatność produktu Bardzo użyteczny produkt do szybkiej oceny sytuacji meteorologicznej oraz analizy odbiciowości radarowej, także dla dalszych odległości od radaru w przypadku identyfikacji komórek typu cumulnimbus. Istotny, gdy występuje konieczność szybkiego zorientowania się w strukturze pionowej i obszarach groźnych zjawisk zachodzących w zidentyfikowanym obiekcie meteorologicznym. Polecany do wykorzystania jako produkt uzupełniający obraz sytuacji meteorologicznej, szczególnie w połączeniu z produktem SRI (natężenie opadu). Pokazuje cały obszar atmosfery, w obrębie którego zidentyfikowano echo radarowe bez względu na to czy jest ono źródłem opadu czy nie. 27

28 2.5 Wysokość echa radarowego - EHT (Echo Height) Na podstawie analizy danych o odbiciowości możliwe są do wygenerowania następujące wartości: - wysokości wierzchołków echa radarowego EHT Echo Top, - wysokości echa radarowego maksymalnej wartości odbiciowości lub natężenia opadu EHT Height Max Z, - wysokości podstawy echa EHT Echo Base (dla przestrzeni objętej pomiarem), - grubość warstwy echa EHT Thicknes (różnica pomiędzy najwyższą, a najniższą wysokością echa w danym punkcie pomiaru) co odpowiada obliczeniom: Echo Top minus Echo Base Wierzchołki echa radarowego EHT (Echo Top) Produkt EHT (Echo Top) jest obrazem wysokości wierzchołków ech radarowych w obrębie zlokalizowanej struktury meteorologicznej, wyrażonych w [km]. Przykładowa mapa produktu typu EHT. Min. Z - wartość progowa odbiciowości lub natężenia opadu brana do wyliczenia produktu Data - typ produktu, który może przyjmować następujące określenia: Echo Top - wysokości wierzchołków zlokalizowanych struktur meteorologicznych (wysokość wierzchołków ech) Echo Base - podstawa ech radarowych (wysokość podstawy echa) Height of Max. Reflectivity - wysokość maksymalnej odbiciowości Layer Thickness grubości zlokalizowanej strukury. 28

29 EHT Echo Top wytwarzany operacyjnie jest obrazem wysokości wierzchołków echa radarowego w zasięgu do km od radaru, z rozdzielczością 1x1 km (punkt zobrazowania). W procesie generowania produktu analizowane są wszystkie miejsca gdzie wykryto echa radarowe, a zobrazowane wartości pochodzą z największych wartości wysokości, na których je zlokalizowano Wysokość maksymalnej odbiciowości - EHT Height Max Z Produkt EHT(Height MaxZ) jest obrazem wysokości, na których zlokalizowano największą wartość odbiciowości radarowej, wyrażonych w [km]. Mapa EHT - Height Max Z dla sytuacji z godziny 15:50 dnia 29 lipca 2005, radar Legionowo. Dla poszczególnych punktów mapy prezentuje on wartości wysokości, dla których wyliczono największe wartości odbiciowości w kolumnach o podstawie 1x1km od powierzchni ziemi do maksymalnej wysokości możliwego pomiaru Wysokości podstawy echa radarowego EHT Echo Base Produkt EHT(EchoBase) jest obrazem podstawy echa radarowego wyrażonej w [km]. 29

30 Mapa EHT - Echo Base dla sytuacji z dnia 29 lipca 2005 godz. 15:50 - radar Legionowo. Podsumowanie Mapa wysokości wierzchołków obiektów meteorologicznych to bardzo praktyczny produkt. Pokazuje ona, dla zdefiniowanego zasięgu, wszystkie miejsca gdzie wykryto echo radarowe. Przydatny do automatycznej identyfikacji echa i jego pionowego rozwoju maksymalnej rozpiętości w pionie, niezbędnej do oceny sytuacji w przypadku rozróżnienia występowania struktur konwekcyjnych i struktur warstwowych. W przypadku opadów o typowych zwartych strukturach, rozbudowanych w pionie, na produkcie typu Echo Top występuje koncentryczna struktura kołowa, która daje niejednoznaczny obraz danego obiektu meteorologicznego. Złagodzenie koncentrycznej struktury kołowej, na mapie produktu, można zniwelować poprzez zwiększenie liczby kątów elewacji składających się na cykl obserwacji. Nieznacznie efekt ten można poprawić (tylko dla wizualizacji produktu) poprzez zwiększenie zakresu skali kolorów dla prezentowanych wysokości. Nie wyeliminuje to jednak braków tego produktu wynikających z techniki pomiaru radarowego (tylko 10 kątów podniesienia anteny). Mała przydatność operacyjna produktu EHT Echo Base i EHT Thickness Przydatność produktu Bardzo użyteczny produkt do identyfikacji pionowego zasięgu struktury opadowej, a zwłaszcza komórek burzowych. Przy jego pomocy można określić wartości wysokości wierzchołków echa radarowego, z czego możemy wnioskować o występowaniu niebezpiecznych zjawisk w danym obszarze. W lotnictwie bardzo przydatny do wyznaczania obszarów lotu, na których możliwe jest ominięcie atmosfery zajętej przez rozbudowane struktury opadowe. 30

31 2.6 Przekrój pionowy - RHI (Range Height Indicator) Produkt RHI(dBZ) jest rozkładem pionowym odbiciowości radarowej pozyskanej w procesie skanowania pionowego na ściśle określonym azymucie. Przykładowe produkty typu RHI. Range - zasięg produktu Vert Res - pionowa rozdzielczość obrazu Hor Res - pozioma rozdzielczość obrazu Height - wysokość skanowania pionowego (wysokość powyżej średniego poziomu morza) Elevation - rozpiętość sektora pionowego skanowania atmosfery Podsumowanie Produkt RHI charakteryzuje się wysoką rozdzielczością danych, zależną od ustawień parametrów skanowania pionowego. Produkt RHI(V) jest przydatny do badań związanych ze szczegółową analizą danej struktury meteorologicznej. Przekroje typu RHI są możliwe jedynie wzdłuż promienia od radaru. Chociaż możliwe jest ustalenie dowolnego azymutu, to musi on być zadany w trakcie definiowania harmonogramu skanowania pionowego, co wyklucza dynamiczne dostosowywanie się do aktualnej sytuacji meteorologicznej. Obecnie RHI jest w mniejszym, lub większym stopniu produktem wychodzącym z użycia i zastępowanym przez produkty VCUT i LMVCUT, które mogą być na bieżąco generowane w trakcie pracy operacyjnej. z danych typu 3D. Przydatność produktu Produkt przydatny (zalecany) w przypadku konieczności monitoringu stanu atmosfery na wybranym azymucie w stosunku do lokalizacji radaru np. w strefach podejścia samolotów do lądowania oraz możliwy do wykorzystania w przypadku obserwacji i analiz szczególnie niebezpiecznych zjawisk meteorologicznych w celach badawczych. 31

32 2.7 Przekrój pionowy przez dwa punkty - VCUT (Vertical Cut) i przekrój wzdłuż łamanej MLVCUT (Multiple-Line Vertical Cut) Produkty VCUT(dBZ) prezentują rozkład pionowy odbiciowości radarowej dla przekroju wyznaczonego wzdłuż zadanego odcinka, poprowadzonego na dowolnie wygenerowanym produkcie. Przy czym produkt VCUT będzie tego samego typu co produkt wejściowy. Przykładowy obraz przekroju pionowego wzdłuż zadanego odcinka po odbiciowości radarowej. Każdy wykonany przekrój pionowy może być w systemie zapisany w oddzielnym pliku jako niezależny produkt. Height przedział wysokości do zobrazowania danych (parametr ustawiany w konfiguracji wyświetlania produktu) Disp Len długość trasy wyznaczonej do wykonania przekroju zobrazowania; wartość wyznaczona przez punk start i stop Hor Res - pozioma rozdzielczość obrazu Ver Res - pionowa rozdzielczość obrazu Przekroje wzdłuż łamanej MLVCUT (Multiple-Line Vertical Cut) Produkty MLVCUT(dBZ) prezentują rozkład pionowy odbiciowości radarowej przekroju wyznaczonego wzdłuż zadanej linii łamanej, poprowadzonej na wygenerowanym produkcie obrazującym daną strukturę meteorologiczną. 32

33 Obraz rozkładu ech radarowych na produkcie MLVCUT wzdłuż łamanej składającej się z kilku odcinków. Sumaryczna długość przekroju przez strukturę to 357 km. Podsumowanie Przekrój typu VCUT i MLVCUT można wykonywać wzdłuż dowolnego odcinka lub łamanej. Początek i koniec cięcia ustalany jest w trybie interaktywnej pracy z produktem. Pozwala na pozyskanie orientacji o rozkładzie pionowym struktur opadowych nad wybraną lokalizacją. Wygodniej jest posługiwać się produktem typu VCUT (w stosunku do RHI) gdyż pozwala dowolnie orientować cięcia pionowe, bez konieczności wykonywania dodatkowego skanu. Wykonany obraz przekroju pionowego można także zapisać w postaci pliku źródłowego jak i graficznego. Gorsza rozdzielczość pionowa niż w przypadku produktu RHI. Produkty możliwe do wygenerowania tylko w przypadku dostępu do specjalistycznego oprogramowania i do danych w układzie sferycznym (typu 3D). Przydatność produktu Bardzo użyteczny produkt, zwłaszcza przy analizie pionowego rozwoju dowolnie wybranej struktury meteorologicznej, zjawiska meteorologicznego (nie tylko ekstremalnego). 33

34 3. Produkty hydrologiczne 3.1 Natężenie opadu - SRI (Surface Rainfall Intensity) Produkt SRI jest obrazem rozkładu natężenia opadu w [mm/h] na zdefiniowanej przez użytkownika wysokości nad powierzchnią gruntu. Wysokość powierzchni ziemi obliczana jest z map orograficznych, które są także wykorzystywane do określania regionów gdzie ustawiona przez użytkownika warstwa jest niedostępna dla radaru. Dane produktu SRI są prezentowane w skali logarytmicznej, a ich wartości są wyskalowane w jednostkach natężenia opadu [mm/h]. 1 [mm/h] = 1 [litr/m 2 ] w ciągu godziny dbz 10log10 Z SRI H - wysokość nad powierzchnią terenu ZR - wartości współczynników dla relacji: odbiciowość radarowa (Z) - opad (R): a - czynnik A relacji Z-R przyjęty do przeliczania odbiciowości na natężenie opadu b - wykładnik B relacji Z-R przyjęty do przeliczania odbiciowości na natężenie opadu Alg. Type - typ algorytmu w oparciu, o który wyliczone są wartości produktu poza obszarem uwzględniającym orografię terenu: SRI - dane wyliczane w oparciu o algorytm typu SRI (analogicznie jak CAPPI), Pseudo SRI - dane wyliczane w oparciu o algorytm PseudoSRI (analogicznie jak PCAPPI). Standardowy produkt SRI jest obrazem rozkładu natężenia opadu na zdefiniowanej przez użytkownika wysokości nad powierzchnią terenu w obszarze 200 km wokół radaru zgodnie z algorytmem PseudoSRI. W procesie wyliczania produktu, pozyskane przez radar informacje o odbiciowości radarowej w [dbz] poddawane są konwersji, z uwzględnieniem empirycznie wyznaczonych parametrów a i b, do natężenia opadu R według opracowanej przez Marshala-Palmer a zależności: Z a R b 34

35 gdzie: Z - jest w [mm 6 /m 3 ], R - w [mm/h], a, b to wartości wyznaczone empirycznie. Założeniem produktów hydrologicznych jest liczenie opadu w warstwie uwzględniającej orografię terenu tzn. wartość prezentowana prze każdy punkt mapy winna pochodzić z stałej wysokości nad poziomem terenu określonej parametrem SRI H. Geometria tworzenia produktu SRI (Źródło: dokumentacja systemu RAIMBOW). Wysokości te są obliczane z map orografii terenu. Jeśli w definicji produktu nie jest możliwe uwzględnienie mapy orografii terenu to wówczas produkt SRI liczony jest na stałej wysokości nad średnim poziomem morza, zgodnie z zasadami przyjętymi przez algorytm PCAPPI(dBZ). Podsumowanie W prostej formie określa oszacowany w oparciu o dane radarowe rozkład opadu nad danym obszarem, wyrażony w skali barw, którym przyporządkowano określone wartości natężenia opadu. Używany jako zestaw danych wejściowych do generowania wielu innych produktów hydrologicznych. Powinien informować o opadzie tuż przy powierzchni ziemi, jednak im większa odległość od radaru tym większy błąd jego oszacowania. Wynika to z geometrii skanowania i specyfiki pomiaru radarowego. Przydatność produktu Bardzo przydatny produkt, który w łatwej do interpretacji formie (bez konieczności wnikania w zagadnienia konwersji odbiciowości radarowej) podaje rozkład natężenia opadu. W związku z tym może posługiwać się nim każdy użytkownik. Analiza map z kilku kolejnych SRI może być pomocna do określenia tendencji (spadek/wzrost) opadu na najbliższe dwie, trzy godziny. 35

36 3.2 Suma opadów - PAC (Precipitation Accumulation) Produkt PAC jest zsumowanym natężeniem opadu w zdefiniowanym okresie czasu, podany w [mm]. Najczęściej generowanym produktem w oparciu o pozyskane dane radarowe jest godzinna suma opadu odświeżana co 10 minut. 1 [mm] opadu oznacza: 1 litr wody na powierzchnię 1 [m 2 ] Przykładowy obraz rozkładu godzinnej sumy opadu. Start - termin rozpoczęcia sumowania Interval - przedział czasu, dla którego wykonywano sumowanie opadu łączny czas sumowania w: dniach (d), godzinach (h) lub minutach (m) Num Prod. - ilość produktów brana do analizy w celu wyliczenia PAC Miss Time okres braku pomiarów W ramach systemu radarowego liczone są operacyjnie następujące sumy opadów:- godzinna suma opadów, 6-cio godzinne sumy opadów, dobowa suma opadów. Podsumowanie Sumy opadu są obliczane na podstawie kolejnych 10-cio minutowych pomiarów radarowych. Wartości te nadają się do porównania z wartościami sum opadu zmierzonych za dany okres czasu przez deszczomierze. Przydatność produktu Z uwagi na nieciągły charakter danych wejściowych (co 10 min.) zachodzi potrzeba interpolacji czasowej. Jako danych wejściowych potrzebuje także produktu typu prognostycznego - RTR (Śledzenie Komórek Opadowych). Produkt bardzo użyteczny dla zastosowań hydrologicznych. Przydatny do określania rozkładu opadu na danym obszarze w kolejnych jednostkach czasu. Szczególnie przydatny w momencie śledzenia rozwoju sytuacji opadowej w przypadkach występowania powodzi. Pomocny przy szacowaniu wezbrań na zlewniach. 36

37 3.3 Wodność scałkowana w pionie - VIL (Vertical Integrated Liquid) Produkt VIL określa chwilową, oszacowaną zawartości wody w zdefiniowanej przez użytkownika warstwie atmosfery, wyrażoną w jednostkach sum opadu [mm]. Obraz produktu jest jej odzwierciedleniem w każdym punkcie wyznaczonym przez rozdzielczość produktu. Przykładowy produkt typu VIL Height przedział wysokości, z którego wyliczono produkt ZM-C, ZM-D - wartości współczynników do przeliczenia odbiciowości na wodność: C - współczynnik C relacji Z-M D - wykładnik D relacji Z-M Podsumowanie Umożliwia policzenie wodności w dowolnie zadanych przedziałach wysokości co można wykorzystać do jej określenia na zadanych wysokościach np. tras korytarzy lotniczych (np. od 7 do 9 km) w celu wydzielenia komórek konwekcyjnych na tle rozbudowanych struktur opadowych. Produkt zaniża wartości w pobliżu stacji radarowej i w dalszych odległościach od radaru (na skrajach zasięgu). Przydatność produktu Szczególnie użyteczny do wyznaczenia obszarów o zawartości dużej masy wody nad danym obszarem. Pozwala na oszacowanie opadu jaki spadnie w najbliższym czasie (za kilka minut). Szczególnie przydatny do zobrazowania obszarów zagrożonych wystąpieniem opadów ekstremalnych pochodzących z pionowo rozbudowanych struktur opadowych; silnych burz. 37

38 3.4 Akumulacja opadu w podzlewniach - RSA (River Subcatchment Accumulation) RSA to produkt umożliwiający oszacowanie sum opadu na obszarze zdefiniowanej przez użytkownika zlewni dla zdefiniowanego przedziału czasu. Przykładowy produkt obrazujący obszar zlewni z wylistowanymi wartościami wygenerowanymi przez RSA dla danego terminu obserwacji. Alg type - typ algorytmu użyty do obliczania sumy opadu Start - termin początkowy sumowania opadu (miesiąc, dzień, godz., min., sek., rok) Interval - przedział czasowy sumowania opadu określony w: dniach, godzinach i minutach Numprod - liczba produktów wejściowych w przedziale sumy Miss Time - łączny czas brakujących danych w przedziale czasu sumy (dz., godz, min.) RSA dostarcza następujących informacji dla zdefiniowanych przez użytkownika obszarów (najczęściej podzlewni rzek): - dla każdego kroku czasowego produktu wejściowego, obliczane są uśrednione przestrzennie natężenie opadu R i odpływ Q, - dla przedziału czasowego zdefiniowanego przez użytkownika odpływ całkowity Q tot, odpływ uśredniany po czasie Q avg, opad całkowity R tot i natężenie opadu uśredniane po czasie R avg. W momencie listowania wyliczonych wartości dla każdej ze zdefiniowanych zlewni w otwierającym się oknie dostajemy: Name - nazwę zlewni, Size - powierzchnię zlewni w [km 2 ], Total Rain Average Rain - całkowity opad R tot w [mm], - średnie natężenie opadu R avg w [mm/h], 38

39 Total Runoff - całkowity odpływ Q tot w [m 3 ], Average Runoff - średni napływ Q avg w [m 3 /s]. Dane dla tego samego terminu wyświetlone w układzie X-Y Wyświetlone są na nim szeregi czasowe odpływu Q odnośnie zlewni o nazwie: Sub_1 Druga zlewnia zdefiniowana w tym produkcie to Sub_2 Natomiast gdy w preferencjach produktu wybrana zostanie opcja wyświetlania produktu jako diagram, szeregi czasowe odpływu Q są pokazywane jako dwuwymiarowe diagramy w układzie X-Y dla każdej z podzlewni (wyświetlane w momencie rozwinięcia zakładki Layer na produkcie głównym). Podsumowanie W oparciu o ten produkt istnieje możliwość policzenia całkowitego zasilenia zlewni przez opad w funkcji czasu. Konieczność zdefiniowania zlewni. Przydatność produktu Wartości produktu zapisane w plikach ASCII, mogą zostać użyte jako dane wejściowe do modeli hydrologicznych. Mogą być wykorzystane do różnego rodzaju badań i analiz np. związanych z porównaniem ilości opadu (wody) pochodzącego z różnych struktur meteorologicznych, względem wezbrań na zlewniach określonych rzek. 39

40 4. Produkty wiatrowe W trybie pracy operacyjnej do pozyskania danych do wyliczenia produktów wiatrowych stosowane jest specjalistyczne, odrębne skanowanie atmosfery nazywane skanem dopplerowskim (patrz rozdział 1.3). Jak już wcześniej opisano jest to skanowanie zoptymalizowane pod kątem pomiaru danych o prędkości, zorganizowane tak, aby otrzymać wyniki o jak najwyższej jakości. 4.1 Produkty wiatrowe według geometrii ich tworzenia Przekroje stożkowe rozkładu prędkości radialnej i szerokości widma prędkości radialnych Przekrój stożkowy rozkładu prędkości radialnej PPI(V) - (Plan Position Indicator) Produkt PPI(V) jest odwzorowaniem rozkładu prędkości radialnych pozyskanych z pomiaru dopplerowskiego dla jednego obrotu anteny, w pełnym zakresie azymutu i na zadanej elewacji. Prędkości prezentowane są w [m/s]. Przykładowa mapa rozkładu prędkości radialnych typu PPI(V) dla kąta elewacji równego 0,8 ; zobrazowanie dla standardowo wyświetlanego zakresu prędkości. Elevation kąt podniesienia anteny Produkty PPI(V) mogą być pozyskiwane z pomiaru prędkości radialnych dla wszystkich elewacji (kątów podniesienia anteny) skanu dopplerowskiego (patrz rozdział 1.2). Nazwa została przyjęta ze względu na analogię do geometrii tworzenia produktu PPI(dBZ) (patrz rozdział 2.1). Przekrój stożkowy obrazujący szerokości widma prędkości radialnych - PPI(W) (Plan Position Indicator). 40

41 Produkt PPI(W) jest odwzorowaniem szerokości widma prędkości radialnych pozyskanych z pomiaru dopplerowskiego dla jednego obrotu anteny, w pełnym zakresie azymutu i zadanej elewacji. Szerokości widma prędkości radialnych prezentowane są w [m/s]. Zobrazowanie rozkładu szerokości widma prędkości radialnych PPI(W)dla elewacji równej 0,8 w zakresie wartości : od 0,1 m/s do 10 m/s. Elevation kąt podniesienia anteny Produkty PPI(W) mogą być pozyskiwane z pomiaru szerokości widma prędkości radialnych dla wszystkich elewacji (kątów podniesienia anteny) skanu dopplerowskiego (patrz rozdział 1.2). Nazwa została przyjęta ze względu analogię do geometrii tworzenia produktu PPI(dBZ) (patrz rozdział 2.1). Podsumowanie PPI(V) i PPI(W) są najszybciej tworzonymi produktami typu wiatrowego ponieważ mogą być generowane z danych pochodzących z pojedynczego obrotu anteny. PPI(V) przydatny do pośredniego określania kierunku wiatru wewnątrz struktury meteorologicznej, a PPI(W) do szacowania turbulencji. Wyświetlane dane pochodzą z różnych wysokości w zależności od odległości od radaru, co powoduje problemy z interpretacją danych. Dla najwyższych kątów elewacji, wyświetlany jest właściwie pionowy profil prędkości i szerokości widma prędkości radialnych. Przydatność produktu Produkt PPI(V) i PPI(W) - dla niskich kątów elewacji - wykonywany jest w celu uzyskania ogólnego, szybkiego przeglądu sytuacji w zakresie prezentowanych przez nie wartości. Ze względu na trudności interpretacyjne przydatny raczej do systemów automatycznych, działających bez ingerencji człowieka. 41

42 4.1.2 Rozkład prędkości radialnej i rozkład szerokości widma prędkości radialnych na stałej wysokości typu PCAPPI (Pseudo Constant Altitude Plan Position Indicator) Produkt PCAPPI(V) jest odwzorowaniem rozkładu prędkości radialnych na określonej wysokości n.p.m., wyliczonych w oparciu o dane pozyskane z całego skanu dopplerowskiego. Rozkład prędkości radialnych prezentowany jest w [m/s]. a) b) Rozkłady prędkości radialnej dla wysokości: a) 1km i b) 2 km z tego samego terminu. Produkt PCAPPI(V) jest jednym z podstawowych produktów zobrazowania składowej radialnej wiatru w zlokalizowanych echach radarowych, względem stacji radarowej. Produkt PCAPPI(W) jest odwzorowaniem rozkładu szerokości widma prędkości radialnych na określonej wysokości n.p.m. Rozkład ten prezentowany jest w [m/s]. Produkty rozkładu szerokości widma prędkości radialnych PCAPPI(W) dla wysokości 1 km i 2 km z tego samego terminu obserwacji. Height - wysokość warstwy CAPPI n.p.m. Alg Type - typ zastosowanego algorytmu, opcjonalnie do wyboru : CAPPI - wg. algorytmu typu CAPPI Pseudo CAPPI - wg. algorytmu typu PCAPPI CAPPI Range - zakres CAPPI; podany jest zasięg CAPPI dla danej wysokości 42

43 Podsumowanie W porównaniu do PPI(V) wyeliminowany jest wpływ skrętu wiatru z wysokością, na powstający obraz prędkości. Jako samodzielny produkt jest on trudny do interpretacji, szczególnie w przypadku występowania zjawisk ekstremalnych typu wiatrowego. Wymagana jest praktyka i doświadczenie, aby poprawnie go zinterpretować. Przydatność produktu Rozkład prędkości radialnej typu PCAPPI(V) wykorzystywany jest do identyfikowania zjawisk typu: wiry i trąby powietrzne, zjawisk dywergencji i konwergencji w obszarze danej struktury. Produkt CAPPI(W) może być przydatny do określania turbulencji w danej warstwie atmosfery Rozkład prędkości i szerokości widma prędkości radialnych na produktach typu CMAX i MAX Produkty rozkładu prędkości radialnych i szerokości widma prędkości radialnych mogą być także generowane według geometrii produktów CMAX i MAX. Produktami tymi są wówczas niżej wymienione mapy. CMAX(V) - rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnej dla określonego przedziału wysokości. CMAX(W) - rozkład maksymalnych wartości szerokości widma prędkości radialnych dla określonego przedziału wysokości. Rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnych i spektrum rozkładu prędkości radialnych wygenerowane według geometrii tworzenia produktu CMAX. 43

44 MAX(V) - rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnej dla określonego przedziału wysokości w rzucie na trzy płaszczyzny. MAX(W) - rozkład maksymalnych wartości szerokości widma prędkości radialnych w rzucie na trzy płaszczyzny Warunkiem utworzenia opisanych w tym podrozdziale produktów jest ich zdefiniowanie w systemie radarowym. Operacyjnie produkty te nie są generowane. Rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnych i maksymalnych wartości widma prędkości radialnych w zlokalizowanej strukturze Rozkład prędkości radialnych i szerokości widma prędkości radialnych na produktach typu VCUT Rozkłady danych o prędkości radialnej i szerokości widma prędkości radialnych mogą być także tworzone wg. geometrii produktów typu VCUT lub MLVCUT. Produktami tymi są wówczas prezentowane niżej mapy. VCUT(V) - rozkład pionowy prędkości radialnych wzdłuż określonego (wyznaczonego odcinka) przekroju przez strukturę meteorologiczną. VCUT(W) rozkład pionowy szerokości widma prędkości radialnych wzdłuż określonego (wyznaczonego odcinka) przekroju przez strukturę meteorologiczną. 44

45 Przykładowe produkty: b) rozkładu prędkości radialnych, c) szerokości widma prędkości radialnych na przekrojach pionowych typu VCUT wyznaczonych wzdłuż odcinka poprowadzonego na produkcie rozkładu odbiciowości (rysunek a). a) b) c) MLVCUT(V) - rozkład pionowy prędkości radialnych wzdłuż określonego (wyznaczonego przez linie łamaną) przekroju przez strukturę meteorologiczną. MLVCUT(W) rozkład pionowy szerokości widma prędkości radialnych wzdłuż określonego (wyznaczonego przez linię łamaną) przekroju przez strukturę meteorologiczną. Przekrój MLVCUT(W) w obrazie 3D wzdłuż łamanej wyznaczonej na produkcie CMAX(W) 45

46 Przekrój MLVCUT(V) oraz jego obraz 3D wzdłuż łamanej wyznaczonej na produkcie CMAX(V). Warunkiem utworzenia wymienionych w tym podrozdziale produktów jest dostęp do danych pochodzących ze skanu dopplerowskiego zapisanych w układzie sferycznym. Podsumowanie Zobrazowanie stanu atmosfery w rzucie na trzy płaszczyzny w przypadku MAX(V) ułatwia interpretację danych na obrazie głównym, który bywa mało czytelny z uwagi na przemieszanie wysokości, z których pochodzi wartość naniesiona na mapę. Produkt typu MAX(W) pozwala na zlokalizowanie obszarów o dużych wartościach szerokości widma prędkości radialnych, a VCUT(W) na dokładne ich zobrazowanie i przeanalizowanie w połączeniu z lokalizacjami (obszarami) o silnej turbulencji. W przypadku produktu MAX(V) na płaszczyźnie poziomej produktu zobrazowane będą wartości z różnych, choć najczęściej górnych warstw atmosfery. Nie polecany do określania obszarów występowania maksymalnych prędkości radialnych wiatru. Należy pamiętać, że obszar maksymalnej prędkości radialnej wcale nie musi odpowiadać obszarowi maksymalnej prędkości wiatru. Przydatność produktu Produkty wykorzystywane do analiz zdarzeń ekstremalnych typu meteorologicznego oraz ekspertyz wykonywanych w przypadku katastrof lotniczych, w celu wykluczenia lub potwierdzenia wpływu na nie czynników meteorologicznych. 46

47 4.2 Pionowy profil wiatru VVP (Volume Velocity Processing) Produkt VVP obrazuje rozkład wektorów wiatru wyliczonych do określonej wysokości nad stacją radarową. Prędkość i kierunek wiatru liczone są dla jednakowo odległych poziomów wysokości. Uzyskujemy w ten sposób przybliżony profil pionowy wiatru dla momentu obserwacji, który może być wyświetlony w postaci: tradycyjnych wektorów wiatru lub wykresu gdzie: oś x to prędkość wiatru w [m/s], a oś y określa wysokość w [km]. Dla każdego skanu dopplerowskiego wyliczone wartości VVP mogą być wyświetlane na oddzielnych diagramach/wykresach. W przypadku, gdy wybrano prezentację w postaci strzałek z upierzeniem, odchylenie strzałki względem góry odpowiada odchyleniu kierunku wiatru względem północy. Przykładowy produkt typu VVP. Range podaje minimalny i maksymalny zasięg odległości od radaru dla obszaru, z którego pobierane są dane do wyliczenia produktu: minimum granica odległości od stacji radarowej do wewnętrznego boku obszaru danych maksimum granica odległości od stacji radarowej do zewnętrznego boku obszaru danych Alg type - typ pierwszej regresji używanej do wyznaczania VVP, która może być prowadzona w oparciu o analizę danych o prędkości radialnej z wykorzystaniem: 47

48 trójwymiarowego wektora wiatru (typ - 3D Wind Vector) oraz dodatkowo z wykorzystaniem pochodnych poziomych (typ - 3D Vector and Hor. Derivatives) i pochodnych pionowych (typ - Complete). Elevation zakres kątów podniesienia anteny w elewacji dla procesu skanowania dopplerowskiego. Second reg może przyjmować wartość: On lub Off. On oznacza wyliczanie produktu z uwzględnieniem drugiej regresji. Uaktywnienie tego okna oznacza proces drugiej regresji (ponowne liczenie wektorów wiatru w oparciu o te same dane) wykonywany w celu dalszej eliminacji danych odstających od przyjętych wartości progowych. Jest to kontynuacja analizy danych pod kątem poprawy jakości produktu. Podsumowanie Profile pionowe generowane są w oparciu o analizę wielu parametrów wyliczanych z rozkładu prędkości radialnych. Co skutkuje dobrą jakością produktu. Radar podaje wiatr tam gdzie wykryje echa, ale czasami nawet w przypadku braku hydrometeorów (gdy nie ma opadów) algorytm jest w stanie wygenerować profile wiatru do wysokości kilku kilometrów. Dzieje się tak ze względu na wysoką czułość kanału prędkości radaru, który jest w stanie zarejestrować echo od zanieczyszczeń (pyły, sole) znajdujących się w powietrzu. Jako informacje wejściowe do wygenerowania tego produktu potrzebne są dane o prędkości, które powinny być dobrej jakości. Wymaga oddzielnego skanu, zoptymalizowany pod kątem pomiaru prędkości. Z przyczyn teoretycznych (skomplikowanych algorytmów) konieczne jest sprawdzanie jakości danych (pierwsza i druga regresja). Przydatność produktu Niesie bardzo dużo informacji na temat pionowego profilu wiatru w miejscu lokalizacji radaru. Bardzo użyteczny produkt dla lotnictwa oraz pracy synoptyka (jako uzupełnienie profili pionowych wiatru generowanych przez stacje aerologiczne). 48

49 4.3 Wiatr poziomy HWIND (Horizontal Wind) i Technika wiatru jednorodnego UWT (Uniform Wind Technique) Produkty HWIND i UWT prezentują rozkład wiatru poziomego na określonej wysokości: jego kierunek oraz prędkość z obszarów gdzie na danej wysokości zlokalizowano jakiekolwiek echo radarowe. Pole wiatru poziomego na produkcie HWIND i UWT wyświetlane jest jako obraz poziomych wektorów wiatru na stałej wysokości w punktach regularnej siatki, opisanych przez długość i szerokość geograficzną. Produkt typu HWIND(V) z wygenerowanymi wektorami wiatru poziomego dla wysokości 2 km. Range zasięg obliczeń Height wysokość warstwy n.p.m., dla której wyznaczono wektory wiatru Alg. Type wybrany typ algorytmu zastosowany do wyliczania produktu: HWIND - oznacza, że do wyznaczania wektorów wiatru, wartości rozkładu prędkości radialnych uśredniano (interpolowano) wg. algorytmu typu CAPPI, PHWIND - PseudoHWIND - oznacza, że do wyznaczania wektorów wiatru, wartości rozkładu prędkości radialnych interpolowano i pobierano wg. założeń algorytmu typu PCAPPI (patrz rozdział: 1.4). Poziome wektory wiatru są obliczane dla punktów siatki (bramek) wybranych z wnętrza obszaru pokrytego skanem dopplerowskim. W trakcie definiowania produktu wyznaczana jest liczba bramek siatki w kierunkach północ-południe i wschód-zachód określająca w pewien sposób rozdzielczość produktu graficznego tj. wielkość obszaru, na który przypada jeden graficznie zobrazowany wektor wiatru. Liczba wektorów wiatru (komórek siatki) jest tak dobierana, aby nie przeładować obrazu nadmiarem informacji. Do wyliczenia poziomych wektorów wiatru na określonej wysokości wykorzystywane są wartości rozkładu prędkości radialnej uśrednianej (interpolowanej) według różnych zasad. W przypadku produktu: 49

50 - HWIND(V) zgodnie z przyjętym algorytmem typu CAPPI(V) lub PCAPPI(V), - UWT(V) z zastosowaniem sześciopunktowego schemat interpolacji liniowej. Dla produktu UWT, wykorzystywana jest uproszczona metodyka interpretacji pól poziomych dla zmierzonej prędkości dopplerowskiej. Założeniem tej metody jest stałość pola wiatru w analizowanym obszarze tj. poziome wektory wiatru liczone są, przy założeniu istnienia jednorodnego pola wiatru w określonym obszarze, dla niewysokich kątów nachylenia anteny (do 5 stopni). Wiatr poziomy policzony według algorytmu HWIND (po lewej) i UWT (po prawej) dla sytuacji występowania wiatru jednorodnego. Podsumowanie Pomiar radarem dopplerowskim umożliwia wyznaczenie wektorów wiatru poziomego w maksymalnym zasięgu do 125 km wokół każdej ze stacji radarowych. Produkty HWIND i UWT najlepiej je przedstawiają W celu pozyskania produktu niezbędne są dane o dobrej jakości. Z tego też powodu wymagany jest oddzielny skan, zoptymalizowany pod kątem pomiaru danych o rozkładzie prędkości radialnej. Ze względu na stopień skomplikowania algorytmów, konieczne jest sprawdzanie jakości danych w kolejnych krokach generowania produktów. Przydatność produktu Bardzo przydatny produkt do obrazowania pola wiatru zarówno rozległej struktury jak i pojedynczych komórek. Zarówno produkt HWIND jak i UWT mogą być kombinowane z wieloma innymi produktami. Ułatwia to ich wzajemną interpretację np. jeżeli połączymy je z odbiciowością radarową lub rozkładem prędkości radialnej, mamy połączoną informację o określonym obiekcie meteorologicznym. 50

51 4.4 Prędkość wiatru radialnego w funkcji azymutu VAD (Velocity Azimuth Display) Produkt VAD jest średnią prędkością radialną w funkcji kąta azymutu, dla ustalonego kąta elewacji w zakresie określonego przedziału odległości ustalonego wzdłuż wiązki radarowej. Zobrazowanie średnich prędkości radialnych prezentowane jest na produkcie w formie wykresu w układzie x/y, gdzie: oś x to azymut, a oś y to prędkość radialna. Standardowo wyświetlanym produktem jest zobrazowanie pochodzące z pierwszego kąta poniesienia anteny. Przykład produktu VAD. Dla tego przypadku analizy prowadzone są dla elewacji 0.5 o w zasięgu od 20 do 25 km (Min.Range=20 km, plus zasięg analiz danych ( pierścień=5 km). Rozkład prędkości radialnych (w pełnym zakresie azymutów) wykazuje kształt sinusoidalny. Rysunek po prawej stronie jest rysunkiem pomocniczym do zobrazowania obszaru analiz danych (pole zielonego pierścienia). Min. Range minimalna odległość od radaru, dla której prowadzone są wyliczenia Minimalny zasięg VAD w [km] Range gap - rozmiar pierścienia (grubość pierścienia), w obrębie którego analizowane są dane w [km] Podsumowanie Szybkie, wizualne sprawdzanie danych o rozkładzie prędkości radialnej w określonym obszarze. Krótki czas obliczania. Interpretacja niejednorodnego wiatru wymaga sporego doświadczenia. Przydatność produktu Produkt do użytku powszechnego raczej nie stosowany. Wykorzystywany do analiz w przypadku konieczności przeprowadzenia specjalistycznych ekspertyz. 51

52 4.5 Produkty uskoków wiatru typu SHEAR Produkty typu SHEAR Produkty typu SHEAR generowane są z danych o rozkładzie prędkości radialnej v r [m/s] (przekrojów stożkowych typu PPI(V)) i wyliczane są jako różnica prędkości radialnych między sąsiednimi punktami podzielona przez odległość między nimi: SHEAR v l 2 1 [m/s/km] 2 v l 1 Możliwe są do wygenerowania następujące niezależne obrazy składowych dla gradientu: radialny, azymutalny i elewacyjny. W zależności od wyboru może być obliczany i prezentowany obraz wartości tylko dla jednej składowej gradientu. Są one jakby produktami pośrednimi (półproduktami) obliczanymi w celu wyliczenia produktów SHEAR kombinowanych. Jednostką SHEAR jest [m/s/km]. Radial SHEAR vr RS r Obliczana jest składowa radialna gradientu z prędkości radialnej v r, na określonej powierzchni elewacji PPI. Azimuth SHEAR v AS r r a Obliczana jest wartość gradientu z prędkości radialnej v r w kierunku zmiany azymutu w trakcie obrotu anteny. 52

53 Elevation SHEAR v ES r r e Dla obliczenia pochodnej rozpatrywana jest wartość prędkości radialnej z elewacji bieżącej i poprzedniej - niższej (jeśli istnieje) oraz następnej - wyższej elewacji (jeśli istnieje). gdzie : r, r a, r e - odpowiednio współrzędne wzdłuż kierunku: radialnego, azymutalnego i elewacyjnego, v r - pochodna z prędkości radialnej policzona przy pomocy regresji liniowej dla kilku r... pomiarów v r w obrębie przedziałów, których wielkość ustalamy wzdłuż kierunków: r, r a, lub r e. Podsumowanie Składowa radialna gradientu (radial shear) wykorzystywana jest do wykrywania obszarów zbieżności i rozbieżności. Składowa azymutalna gradientu (azimuth shear) jest dobrym wskaźnikiem rotacji: zgodnej z ruchem wskazówek zegara (wartość ujemna) lub przeciwnej do ruchu wskazówek zegara (wartość dodatnia). Produkty generowane są dla powierzchni stożkowych (PPI) mają więc wszystkie wady produktów opartych o ten algorytm (patrz rozdz. 4.1). Wymagają wysokiej jakości danych o prędkości radialnej. Zaburzenia danych o prędkości mogą powodować generowanie silnych wartości gradientów (generowanie fałszywych alarmów). Przydatność produktu Przydatny do detekcji drobnoskalowych obszarów zbieżności/rozbieżności rotacji: cyrkulacji cyklonalnych i antycyklonalnych. Pamiętajmy jednak, że są także produkty bardziej zaawansowane jak np. SWI do wykrywania tych obszarów. Generują one mniej fałszywych alarmów gdyż biorą pod uwagę więcej charakterystyk pola wiatru. 53

54 4.5.2 Poziomy gradient wiatru HSHEAR (Horizontal Shear) Produkt HSHEAR jest obrazem zmiany prędkości radialnej na płaszczyźnie poziomej w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej, na zadanej wysokości uwzględniającej krzywiznę ziemi. Wartości uskoku poziomego podawane są w jednostkach [m/s/km]. Przykładowy produkt typu HSHEAR wygenerowane dla wysokości 2 km Produkt HSHEAR wyprowadzany jest z rozkładu prędkości radialnych na stałej wysokości nad poziomem morza uśrednianych zgodnie z algorytmem typu CAPPI (patrz rozdział 1.4). Następnie obliczany jako pierwiastek z sumy kwadratów składowych gradientu w kierunku x i y: vr HSHEAR x 2 vr y 2 na podstawie oszacowania zmiany prędkości wiatru w kierunku północ - południe (w kierunku osi x) oraz wschód - zachód (w kierunku osi y) w warstwie poziomej CAPPI(V). Podsumowanie Wynik produktu jest zbliżony do kombinacji dwóch produktów: gradientu radialnego (radial shear) oraz gradientu azymutalnego (azimuth shear). Jednak analiza w tym przypadku wykonywana jest dla określonej warstwy o stałej wysokości nad poziomem morza co umożliwia wykorzystanie jej do wyliczenia poziomego uskoku wiatru. 54

55 Wymagają wysokiej jakości danych o prędkości radialnej. Mały zasięg produktu dla niższych warstw atmosfery (poniżej 2 km). Zaburzenia danych o prędkości mogą powodować generowanie silnych gradientów prędkości skutkiem czego powstawać może niebezpieczeństwo fałszywych alarmów. Przydatność produktu Wykorzystywany jest do obserwacji horyzontalnego gradientu wiatru co oznacza, że umożliwia wykrywanie poziomego uskoku wiatru w warstwie na stałej wysokości nad poziomem morza. Produkt przydatny do obserwacji zjawisk ekstremalnych typu wiatrowego. Bardzo przydatny dla lotnictwa do wspomagania decyzji wymagających znajomości wartości poziomego uskoku wiatru na określonych wysokościach np. tras lotniczych Pionowy uskok wiatru VSHEAR (Vertical Shear) Produkt VSHEAR jest obrazem zmiany radialnej prędkości wiatru pomiędzy dwoma ściśle określonymi warstwami atmosfery. Jednostką uskoku pionowego jest [m/s/km]. Przykład produktu VSHEAR uskok pionowy wiatru określony pomiędzy warstwami 1-3km. VSHEAR v top v bottom odleglosc gdzie: v top - prędkości w górnej warstwie, v botom - prędkości w dolnej warstwie, odleglosc - odległość między warstwami. Wartości VSHEAR są obliczane jako absolutna różnica prędkości radialnych pomiędzy sąsiadującymi w pionie komórkami z dwu warstw, wyznaczonych według algorytmu typu CAPPI(V), podzielona przez odległość tych komórek. 55

56 Podsumowanie Produkt obliczany na podstawie danych o rozkładzie prędkości radialnych na określonych wysokościach w celu umożliwienia określania pionowego uskoku wiatru dla sąsiadujących w pionie komórek. Gdy warstwa, w obrębie której jest wyliczany uskok pionowy jest dość cienka to tym produkt jest lepszej jakości (lepiej odpowiada temu czego po jego nazwie oczekujemy). Wymaga wysokiej jakości danych o prędkości radialnej. Zaburzenia danych o prędkości mogą powodować generowanie silnych gradientów prędkości skutkiem czego powstawać może niebezpieczeństwo fałszywych alarmów. Ograniczony zasięg produktu: dla niższych warstw atmosfery bardzo mały zasięg. Przydatność produktu Wykorzystywany do detekcji gwałtownych zmian wiatru pomiędzy określonymi warstwami atmosfery. Produkt przydatny do obserwacji zjawisk ekstremalnych typu wiatrowego. Bardzo przydatny dla lotnictwa do wspomagania decyzji wymagających znajomości wartości pionowego uskoku wiatru na określonych wysokościach np. trasach korytarzy lotniczych. 4.6 Turbulencje LTB (Layer Turbulence) Produkt LTB jest obrazem turbulencji pomiędzy dwoma określonymi warstwami atmosfery. Jego wartości wyrażone są w [m/s]. Pole rozkładu wartości turbulencji dla warstwy od 1 do 3 km wyświetlone dla zakresu wartości od 0.1 do 6 m/s. Height - przedział wysokości, dla których prowadzona jest analiza danych i generowany jest produkt, określana jest przez wysokość dolnej i górnej warstwy n.p.m. 56

57 Podsumowanie Produkt daje możliwość analizy danych o rozkładzie szerokości widmowej (W) pomiędzy dwoma dowolnie wybranymi warstwami atmosfery typu CAPPI (o stałej wysokości nad poziomem morza) dzięki czemu może być wykorzystany do obserwacji turbulencji pomiędzy nimi. Wymaga wysokiej jakości danych o rozkładzie szerokości widma prędkości radialnych. Przydatność produktu Szczególnie przydatny dla lotnictwa do detekcji turbulencji na różnych wysokościach np. tras lotniczych. Wykorzystywany do analizy zjawisk ekstremalnych w celu określenia intensywności ruchu hydrometeorów w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej. 57

58 5. Produkty analizy groźnych zjawisk 5.1 Wskaźnik groźnych zjawisk SWI (Severe Weather Indicator) Produkt SWI jest produktem analitycznym, gdzie analizie poddawane są trójwymiarowe dane radarowe, pozyskane ze skanowania dopplerowskiego celem wykrycia obszarów potencjalnie zagrożonych wystąpieniem groźnych zjawisk. Produkt wyznacza (sygnalizuje wystąpienie): obszary intensywnych opadów i rdzeni struktur burzowych, obszary gdzie możliwe jest zlokalizowanie mezocyklonow i mezo-antycyklonów, obszary rozbieżności i zbieżności (dywergencji, konwergencji), obszary zjawisk typu microburst. W momencie zidentyfikowania wymienionych zjawisk są one zobrazowane na produkcie SWI w odpowiednim obszarze, w postaci specjalnych znaczników. Dla lepszego wyodrębnienia struktur burzowych zaznaczono je kolorem bordowym (na produkcie generowanym operacyjnie jest to kolor czerwony). Przykładowy produkt SWI z dnia godz. 14:54 z rozwiniętą legendą typu Layer w celu pokazania zjawisk wygenerowanych na produkcie SWI. 58

59 Zidentyfikowane zjawiska wyświetlane są w postaci symboli, wycentrowanych na punktach, które podane są jako ich współrzędne geograficzne. Średnica symbolu odzwierciedla wielkość zjawiska. W trakcie operacyjnej pracy systemu bardziej szczegółowe informacje dotyczące charakterystyk groźnych zjawisk mogą być, w każdej chwili, wyświetlane na ekranie monitora w okienku pomocniczym. Zjawiska możliwe do zdiagnozowania przez produkt SWI pozyskiwane są w kilku krokach. Wykrywanie ich rozpoczyna się od rozpoznania obszarów występowania struktur burzowych, następnie mezocyklonów i obszarów zbieżności/rozbieżności. Końcowym etapem analiz jest rozpoznanie zjawiska typu mikroburst. Rozpoznanie tych zjawisk, wykonywane jest niezależnie i prezentowane może być jako oddzielne produkty. W systemie POLRAD są jednak operacyjnie obrazowane na jednym sumarycznym produkcie (SWI). Zjawiska rozpoznawane przez produkt SWI wyświetlone jako niezależne produkty: intensywny opad SSA (Storm Structure Analyses), dywergencja/konwergencja VERG (Con/di-vergence detection) Wykrywanie obszarów komórek konwekcyjnych z intensywnym opadem i rdzeni struktur burzowych. System opadowy Rdzeń opadowy Każda ze zidentyfikowanych struktur systemu opadowego, zaznaczona jest na mapie produktu ciągłą linią (czerwoną) i opisana w pliku produktu. Żółtą linią zakreślone są obszary o najintensywniejszych opadach jako rdzeń danej komórki burzowej. 59

60 W celu zlokalizowania trójwymiarowych, konwekcyjnych komórek burzowych, wszystkie dane o odbiciowości, przekraczające zadany próg, są łączone w trójwymiarowe segmenty celem określenia obszarów występowania komórek konwekcyjnych i ich rdzeni (centrów komórek konwekcyjnych o dużej odbiciowości), które mogą być źródłem intensywnego opadu deszczu lub gradu. Analiza struktur mezo- i antycyklonalnych Mezocyklon Anty-mezocyklon Zidentyfikowane mezocyklony wyświetlane są na mapie produktu SWI w postaci symboli. Średnica symbolu odzwierciedla rozmiar MC. Dla wyliczonych charakterystyk możliwe jest wyświetlenie mezocylonów o rotacji cyklonalnej jak i antycyklonalnej. W przypadku produktu SWI algorytm lokalizujący obszary wystąpienia mezocyklonów analizuje dane wiatrowe zebrane z kolejnych elewacji, w trakcie skanowania dopplerowskiego, pod kątem wykrywania wirów. W przypadku zidentyfikowania wirów analizowane są sąsiednie warstwy w poszukiwaniu spełnienia warunków wg. określonych wzorców mezocyklonów. Następnie wykonywane jest porównanie czy zidentyfikowane wiry spełniają założenia odpowiadające warunkom mezocyklonu. Decyzja w jakim obszarze jest mezocyklon, podejmowana jest na podstawie wielu parametrów, które należy dobierać indywidualnie dla każdej lokalizacji radaru. Wykrywanie obszarów zbieżności i rozbieżności Konwergencja - zbieżność Dywergencja - rozbieżność W celu wykrycia zbieżności/rozbieżności analizowane są trójwymiarowe dane o prędkości radialnej w układzie współrzędnych sferycznych. W trakcie analiz poszukiwane są obszary pojawienia się struktur, spełniających założenia zastosowanych w algorytmie wzorców, określających wystąpienie rozbieżności lub zbieżności. 60

61 Wykrywanie zjawisk typu mikroburst Mikroburst Prekursor Mikroburst Zjawisko mikroburst charakteryzuje się powstaniem na małym obszarze silnej rozbieżności wiatru blisko powierzchni ziemi, najczęściej związane z burzami. W trakcie jego poszukiwania prowadzona jest szczegółowa analiza danych radarowych pod kątem odbiciowości (poszukiwanie pewnych cech charakterystycznych dla burz), sprawdzane są dane o prędkości w poszukiwaniu oznak rozbieżności/zbieżności. Podsumowanie Automatyczne wykrywanie i analiza groźnych zjawisk. Produkt SWI może być wyświetlany jako nakładka łączona z innymi produktami. Prowadzenie analiz rozpoznawania zjawisk możliwe tylko w zasięgu do 125 km od radaru. Jakość danych o prędkości radialnej powinna być możliwie wysoka. Zaburzenia danych o prędkości skutkują generowaniem silnych gradientów prędkości, a w konsekwencji generowanie rozpoznawania zjawisk, które w rzeczywistości nie miały miejsca (fałszywe alarmy). Przydatność produktu Użyteczny produkt do zautomatyzowanego wykrywania i analizy groźnych zjawisk zarówno typu opadowego jak i wiatrowego. Bardzo przydatny do badań zjawisk ekstremalnych (wykonywania ich charakterystyk) oraz badań związanych z cyklem życia komórek burzowych. 61

62 5.2 Prawdopodobieństwo wystąpienia gradu ZHAIL (Hail Detection) Produkt ZHAIL określa procentowe prawdopodobieństwo wystąpienia gradu, na danym obszarze, bazując na danych o odbiciowości (pozyskanych z radarów pojedynczej polaryzacji fali) i danych synoptycznych. Przykład produktu obrazującego prawdopodobieństwo wystąpienia gradu ZHAIL MinZ - minimalna odbiciowość w [dbz], przy której może pojawić się grad H0 - wartość izotermy zero w [km] H Hail - minimalna wielkość warstwy w [km] pomiędzy wysokością izotermy zero, a wysokością wierzchołków ech określonych wg. zdefiniowanego progu odbiciowości Podsumowanie Umożliwia wyznaczanie prawdopodobieństwa wystąpienia gradu nad określonym obszarem. Standardowy algorytm do wykrywania gradu analizuje jedynie maksymalną odbiciowość w kolumnie pionowej, co daje wysokie prawdopodobieństwo fałszywych alarmów. W przypadku produktu ZHAIL brane są pod uwagę zarówno wysokość warstwy zamarzania jak i grubość warstwy silnej odbiciowości ponad nią, które to czynniki mają istotny wpływ na algorytm. Przewartościowanie wysokości ech zredukowano poprzez rozważanie efektu rozszerzania się wiązki radarowej wraz ze wzrostem odległości od radaru. Konieczność wprowadzania dodatkowych parametrów meteorologicznych, nie zawsze możliwych do pozyskania z danego obszaru powoduje niemożność generowania wartości produktu o odpowiedniej jakości przez radary z pojedynczą polaryzacja fali elektromagnetycznej. Ograniczony zasięg produktu do ok. 125 km od radaru związany między innymi z tzw. horyzontem radarowym (wraz ze wzrostem odległości od radaru wartość prawdopodobieństwa wykrywania gradu maleje). W dalszych odległościach skutkuje większymi wartościami FAR. Przydatność produktu Użyteczny produkt dla automatycznego wykrywania gradu, szczególnie jeżeli dostępne są jedynie dane o odbiciowości z pojedynczej polaryzacji. Najlepszy, gdy znana jest aktualna wysokość warstwy zamarzania. 62

63 6. Produkty prognostyczne 6.1 Śledzenie pól opadowych - RTR (Rain Tracking) Produkt RTR automatycznie śledzi i prognozuje pola opadu zlokalizowanych struktur meteorologicznych. Jest wynikiem analiz danych o odbiciowości i prędkości radialnej. Celem tych analiz jest identyfikacja pól opadowych i określenie kierunku oraz prędkości przemieszczania się pól opadowych. Przykładowy produkt typu RTR. Prognoza opadu z wyprzedzeniem na 30 min. (opcja Data = +30:00 min). Alg Type - wybór algorytmu śledzenia wg. algorytmu używanego dla CTR lub VVP Data - czas wyprzedzenia prognozy podawany na każdej opcjonalnie wyświetlanej mapie produktu Produkt RTR składa się z kilku różnych warstw danych - map wyjściowych. Na produkcie głównym mogą być one prezentowane (opcjonalnie) jako mapy obrazujące: - bieżące natężenie opadu - aktualny opad wyliczany na podstawie aktualnych danych typu CAPPI lub SRI, - średnie natężenie wcześniejszego opadu, - krótkoterminowa prognoza akumulacji opadu, - krótkoterminowa prognoza natężenia opadu. 63

64 Data: + 30:00 min. (current + time step / bieżące + krok czasowy) Spodziewana pozycja i natężenie opadu w bliskiej przyszłości, jako krótkoterminowa prognoza natężenia opadu z wyprzedzeniem czasowym na: 30 minut Data: Pac + 30:00 min. (PAC+forecast time/ suma opadu + czas wyprzedzenia) Oczekiwana suma opadu dla określonego czasu wyprzedzenia, jako krótkoterminowa prognoza sumy opadu z wyprzedzeniem na: 10 minut, 20 minut, 30 minut (na przykładzie). Podsumowanie Istnieje możliwość wykorzystania produktu RTR jako danych wejściowych dla produktu PAC. Takie rozwiązanie gwarantuje uzyskanie lepszych wyników akumulacji opadu ponieważ komórka opadowa jest interpolowana pomiędzy kolejnymi cyklami obserwacji. Rezultaty prognozy RTR zależą od jakości wyników analizy wektora przesunięcia. Przydatność produktu Użyteczny produkt do zautomatyzowanego śledzenia i prognozowania pól opadu. 64

65 6.2 Śledzenie komórek burzowych - CTR (Cell Centroid Tracking) Produkt CTR identyfikuje w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej komórki burzowe, śledzi je i prognozuje kierunek ich przemieszczania się. Procesy te zobrazowane są na produkcie w postaci naniesionych konturów komórek: starych, aktualnych, prognozowanych. Przykładowy produkt typu CTR z wyświetlonym oknem opisującym prognozowaną komórkę burzową. Prognoza z wyprzedzeniem na 20 minut. Podsumowanie Automatycznie wykrywa i śledzi kontury i środki ciężkości komórek burzowych. Może być wyświetlany jako nakładka na inne produkty. Wyniki prognozy, podawanej przez produkt CTR, są najlepsze dla odizolowanych komórek konwekcyjnych. Parametry wykorzystywanego algorytmu do wyliczenia wartości produktu powinny być dostosowane do lokalnych warunków klimatycznych. Prognozowanie komórek jest zdeterminowane także wewnętrznymi procesami zachodzącymi w komórce: zmianami kształtu oraz ograniczonym czasem życia komórki burzowej, a to nie jest uwzględniane przez algorytm. Przydatność produktu Produkt szczególnie użyteczny dla ośrodków zajmujących się prognozowaniem ultra-krótkoterminowym. Przydatny do zautomatyzowanego wykrywania i śledzenia komórek konwekcyjnych o charakterze burzowym. 65

66 7. Rozpoznawanie zjawisk w oparciu o produkty radarowe 7.1 Wykorzystanie pomiarów z podwójną polaryzacją Pozyskane dane radarowe z pomiaru falami o podwójnej polaryzacji (patrz rozdział 1.3) są wykorzystane do analizy mikrofizycznych właściwości hydrometeorów tworzących zlokalizowaną strukturę meteorologiczną. Jednym z efektów tych analiz jest możliwość rozpoznania typu opadu z nich powstającego oraz wydzielenie struktur nie meteorologicznych. W celu pozyskania danych o jak najlepszej jakości zebrane dane poddawane są procesom wstępnego przetwarzania (preprocessing), który zmierza do korekcji niedostatków pomiaru (niektórych błędów pomiaru) wynikających z możliwych (ograniczonych) na dzień dzisiejszy technik pomiaru radarowego. Jest to ważny krok w procesie eksploracji danych. Ma szczególne zastosowanie do analizy zgromadzonych danych surowych pochodzących z bezpośredniego pomiaru (danych we współrzędnych sferycznych). Przetwarzanie nie skorygowanych danych, może dawać często błędne wyniki, które są rezultatem różnego rodzaju czynników wpływających na pomiar radarowy. Aby otrzymać dane dobrej jakości, przed uruchomieniem procesu analizy danych zmierzającej do pozyskania określonych produktów, dane poddawane są procesom preprocessing u. Wstępne przetwarzanie obejmuje czyszczenie danych, ich ekstrakcję i selekcję pomiarów odstających od wartości progowych według ściśle zadanych algorytmów. Bazując na danych surowych: poszukiwane jest jasne pasmo i wykonywana korekta na pionowy profil odbiciowości, prowadzona jest korekta na tłumienie przez komórki o silnej odbiciowości na trasie sygnału, usuwanie wartości odstające od zadanych itp. Porównując produkty radarowe wygenerowane w oparciu o korektę danych typu 3D z wykorzystaniem procesów preprocessing u i bez korekty, możemy potwierdzić zalety tych procesów. 66

67 Mapa produktu MAX policzona z pomiarów bez korekcji sygnału radarowego. Mapa produktu MAX z tego samego terminu, ale policzona z wykorzystaniem procesów preprocessing u. Na produkcie wykonanym w oparciu o dane nie skorygowane, na azymucie ok stopni występuje tłumienie (pochłanianie) sygnału wywołane przesłanianiem wiązki radarowej przez komórki o silnej odbiciowości. Zobrazowanie centralnej części produktu MAX(dBZ) przed i po procesach preprocessing u. Wygenerowany produkt w oparciu o dane poddane procesom preprocesing u potwierdza korektę tłumienia (między innymi) sygnału radarowego wzdłuż trasy propagacji. 7.2 Rozpoznanie typu opadu CAPPI(ET) i RHI(ET) (Echo and Hydrometeor Classification) W momencie zainstalowania w Polsce pierwszego radaru o podwójnej polaryzacji (Pastewnik) uruchomiono liczenie produktów w oparciu o dane pozyskane z tego radaru. Jednym z celów pomiaru polarymetrycznego jest szukanie możliwości i dążenie do rozpoznania typu opadu (rodzaju hydrometeorów w zlokalizowanej strukturze). Produktem takim w przypadku sieci radarów meteorologicznych POLRAD jest produkt CAPPI(ET), który może być wykonywany z zastosowaniem algorytmów sieci amerykańskiej NEXRAD, z wykorzystaniem metodyk rozpoznania typu hydrometeorów opartych na algorytmach dla 67

68 obszaru australijskiego albo algorytmu opracowanego przez badaczy francuskich. Algorytmy rozpoznania typu opadów różnią się zasadniczo. W przypadku algorytmu australijskiego daje on możliwość rozpoznania dużej gamy hydrometeorów, którą dla polskiej strefy klimatycznej należałoby zmodyfikować. W oparciu o dane z pomiaru falą spolaryzowaną poziomo i pionowo algorytm australijski, dla prezentowanego niżej terminu obserwacji, rozpoznaje następujące zjawiska: - mieszanina gradu z deszczem - duży mokry grad - mały mokry grad - mokra krupa śnieżna - sucha krupa śnieżna - mokry śnieg - silny suchy śnieg - słaby suchy śnieg - deszcz - mżawka - obiekty biologiczne - zakłócenia - echa niesklasyfikowane - brak danych Natomiast zjawiska rozpoznawane przez algorytm francuski to: - mieszanina gradu z deszczem - duże krople opadowe - silny opad - średni opad - słaby opad - obiekty biologiczne, - zakłócenia - echa nie sklasyfikowane - brak danych 68

69 . a) Produkt MAX b) Produkt RHI po odbiciowości Przykładowy produkt pomiaru maksymalnych odbiciowości i produkt przekroju pionowego typu RHI wykonanego wzdłuż azymutu 270 stopni z uwzględnieniem procesów preprocessing u. Zobrazowanie przekroju pionowego typu hydrometeorów RHI(ET) rozpoznanych w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej wzdłuż wykonanego przekroju. 7.3 Możliwości rozpoznawania zjawisk w oparciu o produkty z radarów pracujących z pojedynczą polaryzacją fali Opad Produkty radarowe umożliwiają bardzo dokładny monitoring opadu. Pozwalają na określanie momentu jego pojawienia się oraz tendencji zmian, w czasie rzeczywistym, zarówno w przypadku gwałtownych, nawalnych jak i słabych opadów towarzyszących każdej porze roku. Mamy tu do dyspozycji wiele, zróżnicowanych produktów. Podstawowym produktem obrazującym natężenie opadu jest SRI. W oparciu o ten produkt tworzona jest mapa PAC godzinnych sum opadów, kilkugodzinnych sum opadu i dobowej sumy opadów. Natomiast ilość opadu potencjalnego, który w danym momencie jest oszacowany w zlokalizowanym obiekcie można ocenić w oparciu o produkt VIL. Cały obszar 69

70 zagrożony wystąpieniem opadu pokażą nam na produkty typu MAX(dBZ) lub CMAX(dBZ). Analizę rozkładu intensywności zjawiska opadowego, dla określonej wysokości n.p.m. nad danym obszarem można prowadzić na produkcie CAPPI(dBZ). W zależności od potrzeb informacja o obszarach intensywnych opadaów może być wydzielona na produkcie typu SWI wraz z wyróżnieniem rdzenia opadowego (obszaru o najintensywniejszym opadzie - core) w przypadku szczególnie niebezpiecznych struktur opadowych. Dodatkową zaletą tego produktu jest możliwość przybliżonego oszacowania objętości struktury opadowej w [m 3 ] i ilości wody w niej zawartej wyrażonej w [tonach], czyli tego co w najbliższym czasie może, pod postacią opadu, pojawić się na powierzchni ziemi. W przypadku meteorologii radarowej gorzej przedstawia się sytuacja jeśli chodzi o monitorowanie słabych opadów typu mżawka. Pomimo, ze najmniejsza średnica kropel jakie mogą być wykrywane przez radar, to około 0,1 mm, to ich identyfikacja przez radar ograniczona jest przez tzw. horyzont radarowy i efekt zwany przestrzeleniem chmury (Moszkowicz, Tuszyńska, 2003). Jeszcze gorzej przedstawia się sytuacja z rozpoznawaniem mgły (składają się na nią zbyt małe drobiny hydrometeorów zawieszone tuż nad powierzchnią ziemi) czy gołoledzi, która niekiedy może być wynikiem zamarzania przechłodzonej mżawki na powierzchni ziemi. Burze Radar nie jest w stanie wykryć wyładowania atmosferycznego, które jest podstawowym zjawiskiem towarzyszącym burzy. Jednakże istnieje możliwość pośredniego (z pewnym prawdopodobieństwem) rozpoznawania burzy. W przypadku burz istnieje możliwość monitorowania ich rozwoju w całym obszarze pomiaru radarowego (skanu klasycznego opadowego) na produktach hydrologicznych takich jak: SRI, PAC, VIL informujących o intensywności opadu i jego rozwoju nad danym obszarem. Podstawową informację o potencjalnych możliwościach pojawienia się i cyklu życia struktur burzowych można pozyskać już z produktów, generowanych z odbiciowości radarowej, typu: CAPPI(dBZ), MAX(dBZ) i EHT. Wydzielenie rdzeni struktur burzowych, w momencie najintensywniejszego ich rozwoju (Evans, J. E., Weber, M. E., 2000), dla sytuacji rozwiniętej konwekcji, można wykonać wykorzystując do tego celu produkt SWI, a do wyznaczenia obszarów narażonych na wystąpienie gradu produkt ZHAIL, który określa prawdopodobieństwo wystąpienia gradu w obszarze zlokalizowanej struktury. Analizę szczególnie niebezpiecznych struktur burzowych (opadowych) można wzbogacić poprzez obserwacje ich rozwoju na produktach dodatkowych takich jak: - przekroje pionowe: VCUT i MLVCUT dla obszarów szczególnie zagrożonych, 70

71 - obrazy odbiciowości radarowej CAPPI(dBZ) na dodatkowych (różnych) wysokościach, - CMAX(dBZ), przy pomocy którego możemy określić obszar o najintensywniejszej skali zjawiska, - MAX(dBZ), który zobrazuje nam dodatkowo intensywność zjawiska w całej rozciągłości pionowej lub dla zadanego przedziału wysokości. W przypadku burz szczególnie przydatna może okazać się informacja jaką daje produkt EHT Echo Top w połączeniu z analizą odbiciowości na wysokości w zakresie od 5 do 8 km. Do śledzenia i określania kierunku przemieszczania się struktur burzowych i ich prędkości służyć może produkt CTR lub MAX(V), CMAX(V) - dla warstwy najniższej możliwej do wyznaczenia z danych pochodzących ze skanowania dopplerowskiego. Grad Zjawisko to najczęściej towarzyszy obszarom występowania burz. Ze względu na jego dużą szkodliwość dla różnych gałęzi gospodarki i społeczeństwa bardzo cenna jest jakakolwiek możliwość monitorowania obszarów narażonych na jego wystąpienie. Do jego identyfikacji (z pewnymi ograniczeniami) można wykorzystać, wspomniany wyżej, produkt ZHAIL (prawdopodobieństwo wystąpienia gradu). Informację w nim zawartą można wspomóc łączoną analizą produktów typu: MAX(dBZ) i EHT. Wiatr Pomimo poważnego ograniczenia jakim jest pomiar wiatru tylko w obszarach stref opadowych w przypadku radarów dopplerowskich, które pracują w sieci POLRAD tkwią duże możliwości, co do określania obszarów silnych wiatrów (przekraczających 17 m/s) oraz porywów wiatru (powyżej 5 m/s w ciągu 10 minut). Poza określaniem siły wiatru istnieje możliwość określania jego kierunku w formie tradycyjnych meteorologicznych strzałek wiatru. Podstawowym produktem obrazującym rozkład poziomy wiatru na określonej wysokości n.p.m. jest produkt HWIND. Praktycznie powinien być wykorzystywany do monitorowania wszystkich zjawisk typu wiatrowego. Dywergencja, konwergencja Z rozwojem struktur konwekcyjnych związane są najczęściej intensywne procesy przemieszczania się hydrometeorów w ich obrębie. Do oceny intensywności tych procesów wykorzystać można (poza innymi produktami) przede wszystkim produkt SWI. Umożliwia on pozyskanie informacji o aktywności procesów atmosferycznych, które mogą towarzyszyć silnej konwekcji i strukturom burzowym. Pozwala na identyfikację obszarów: lokalnej dywergencji i konwergencji, wystąpienia zjawisk typu mikroburst oraz zwiastunów mikroburst, struktur anty- i cyklonalnych. Produkt ten, poza możliwością identyfikacji 71

72 wymienionych zjawisk, generuje ich charakterystyki z podaniem wartości wielu parametrów meteorologicznych, określa lokalizację, oszacowuje wysokości, na których mogły wystąpić. Należy jednak zaznaczyć, że analizy prowadzone są tylko w obszarze struktury opadowej, jaka możliwa jest do zidentyfikowania przez pomiar dopplerowski. Wiry i trąby powietrzne Poza produktem SWI określającym obszary potencjalnie zagrożone wystąpieniem cyrkulacji cyklonalnych i antycyklonalnych, dla szczególnie ekstremalnych sytuacji, kiedy możliwe jest pojawienie się trąb powietrznych, analizę zjawisk/procesów można uzupełnić wykorzystując dodatkowo produkty dopplerowskie typu PCAPPI(V) i CMAX(V) - do pewnej wysokości (maksymalnie 5-7 km) oraz PCAPPI(W) lub MAX(W) (Kożuchowski, 1998). Ponadto w przypadku wygenerowania przez produkt SWI symboli struktur cyklonalnych połączenie tej informacji z wymienionymi produktami może ustrzec przed ewentualni błędami, wynikającymi z algorytmu rozpoznania struktur cyklonalnych lub błędnego pomiaru radarowego (J.Szturc, 2009). Zaadoptowany w sieci POLRAD algorytm detekcji mezocyklonów opracowany został w 1985 roku dla sieci radarowej NEXRAD (Instruction Manual Rainbow, 2007) Należy tutaj zaznaczyć, że produkt SWI jest tzw. produktem nakładkowym co oznacza, że produkt SWI może być wyświetlany (narysowany) na danych wygenerowanych przez inne produkty. Na przykład nałożenie na produkt SRI lub VIL (w zasięgu do 125 km) produktu SWI, pozwoli na jednoczesną analizę intensywności zjawisk wiatrowych w powiązaniu z intensywnością opadu na danym obszarze. Jako, że trąby powietrzne są zjawiskami bardzo trudnymi do zidentyfikowania, z powodu ich krótkiego cyklu życia, konieczne jest jednoczesne prowadzenie intensywnego monitoringu całokształtu sytuacji meteorologicznej na tradycyjnych produktach radarowych: CAPPI(dBZ), SRI, MAX i specjalistycznych typu: CAPPI(V), MAX(W). Uskoki wiatru Do analizy obszarów wystąpienia uskoków wiatru wykorzystywane mogą być produkty typu SHEAR. Do określenia obszarów występowania poziomego uskoku wiatru wykorzystywany jest produkt HSHEAR, a pionowego VSHEAR. W przypadku oceny uskoków wiatru w warstwie przyziemnej problemem jest mały zasięg pomiarowy wynikający nie tylko z jednoznacznie określonego zasięgu dla skanu dopplerowskiego (125 km od radaru). Dodatkowymi ograniczeniami są tutaj: - ograniczenie pomiaru radarowego wynikające z techniki pomiaru i tzw. horyzontu radarowego, 72

73 - możliwości prowadzenia analiz tylko w obszarze pomiaru wg. algorytmu typu CAPPI (Moszkowicz, Tuszyńska, 2003), - pomiar jedynie w obrębie stref opadowych (z pewnymi wyjątkami), - lokalizacja stacji radarowej (jej wysokość n.p.m.). Jedynym rozwiązaniem tych problemów jest gęstsza lokalizacja stacji radarowych w sieci POLRAD. Turbulencje Dane o turbulencji pozyskiwane są z radarowego pomiaru rozkładu szerokości widma prędkości radialnych. Generowany w oparciu o ten pomiar produkt LTB identyfikuje obszary turbulencji w określonej warstwie atmosfery (struktury opadowej). Na dzień dzisiejszy innej możliwości analizy wymienionego zjawiska w obszarze eksploatowanych systemów teledetekcji nie ma. Marznący opad, przymrozki Możliwości monitorowania przymrozków w oparciu o dane radarowe praktycznie nie ma. Natomiast w przypadku występowania opadów marznących, szczególnie w przejściowych porach roku: zima-wiosna, jesień-zima można do ich identyfikacji posłużyć się produktami radarowymi. Wymaga to jednak dużego doświadczenia i wiedzy z dziedziny meteorologii radarowej. Jest to zagadnienie wybiegające poza zakres niniejszego opracowania. Najprostszą metodą, w tym wypadku, jest analiza produktu SRI i temperatury przy gruncie (około 0 o C) w obszarze występowania opadów. Upały susze Wprawdzie pomiar temperatury nie leży w zakresie możliwości radaru jednak brak ech radarowych (opadów) w tym wypadku jest bardzo istotną informacją. Odnośnie takich zjawisk jak np. susza długofalowa i towarzyszące jej upały, trudno jest określić moment, kiedy się skończą. W przypadku danych radarowych pojawienie się jakichkolwiek struktur opadowych świadczyć może o ich zakończeniu lub złagodzeniu skutków. Radar w tym wypadku jest narzędziem, na którym najszybciej można to zauważyć ponieważ produkty typu MAX(dBZ) i CMAX(dBZ) są analizą atmosfery generowaną co 10 minut. W przypadku mapy zbiorczej typu COMPO_MAX (patrz rozdział następny) mamy możliwość ich monitorowania na obszarze całej Polski. 73

74 8. Zbiorcza mapa radarowa Typy mapy zbiorczej - COMP_CAPPI (Composite Constant Altitude Plan Position Indicator) Radarowe mapy zbiorcze generowane są, przez różne kraje, w oparciu o różne typy produktów, tworzonych przez sieci radarowe tych krajów. Sieć POLRAD umożliwia składanie map zbiorczych z wielu produktów. Najczęściej wykorzystywane są produkty pochodzące ze skanowania klasycznego, czyli tworzone w zasięgu km od radaru. Radar Świdwin Radar Gdańsk Radar Legionowo Radar Poznań Metodyka składania radarowej mapy zbiorczej. Radar Rzeszów Radar Pastewnik Radar Ramża Radar Brzuchania Na dzień dzisiejszy są to następujące produkty radarowe: - CAPPI (dbz) - daje mapę zbiorczą COMPO_CAPPI; [dbz], - MAX (dbz) - daje mapę zbiorczą COMPO_MAX; [dbz], - SRI (dbr) - daje mapę zbiorczą COMPO_SRI; [mm/h], - PAC (dba) - daje mapę zbiorczą COMPO_PAC; [mm], - EHT - daje mapę zbiorczą COMPO_EHT; [km]. Zbiorcza mapa radarowa może być także tworzona w oparciu o takie produkty jak np.: - VIL (dba) w przypadku gdy produkt wejściowy generowany jest do zasięgu 200 km od radaru COMPO_VIL; [mm], - PPI (dbz) COMPO_PPI; [dbz] 74

75 lub w oparciu o produkty wiatrowe typu: - HWIND, UWT COMPO_HWIND, COMPO_UWT; [m/s], - CAPPI(V) COMPO_CAPPI(V); [m/s] z obszaru pomiaru dopplerowskiego (zasięg produktów wiatrowych to tylko 125 km od radaru). W przypadku map generowanych z produktów wiatrowych jest to mapa z lukami informacji, wynikającymi ze słabego zagęszczenia sieci radarowej. Warunkiem koniecznym do tworzenia kompletnych map z produktów wiatrowych jest gęstsza sieć radarów, zapewniająca pokrycie obszaru Polski przez zasięg pomiaru skanowania dopplerowskiego. Typ produktu, z którego składana jest mapa zbiorcza decyduje o tym co ona prezentuje. Poniżej przykłady podstawowych map zbiorczych generowanych aktualnie w sieci POLRAD (stan na początek roku 2011). Radarowa mapa zbiorcza typu PCAPPI Zbiorcza mapa radarowa odbiciowości radarowej na określonej wysokości n.p.m. Mapa generowana w oparciu o produkty PCAPPI z wysokości 0,7 km n.p.m. Radarowa mapa zbiorcza typu CMAX Zbiorcza mapa radarowa maksymalnych wartości odbiciowości. Mapa generowana w oparciu o produkty CMAX maksymalnych wartości odbiciowości radarowej w rzucie na jedną płaszczyznę (w układzie x-y) 75

76 Radarowa mapa zbiorcza typu SRI Zbiorcza mapa radarowa natężeń opadów na określonej wysokości nad poziomem terenu. Mapa tworzona w oparciu o produkty SRI wygenerowane dla wysokości 1 km nad powierzchnią gruntu. Radarowa mapa zbiorcza typu PAC Zbiorcza mapa radarowa sum opadów z określonej wysokości nad poziomem ziemi. Operacyjnie generowana jest mapa w oparciu o produkty godzinnych sum opadu PAC. Radarowa mapa zbiorcza typu EHT Zbiorcza mapa radarowa wysokości wierzchołków ech radarowych. Mapa generowana w - oparciu o produkty EHT wartości wysokości wierzchołków ech radarowych. 76