Weather Radar

  • View
    46

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Weather Radar

Istilah lain : weather surveillance radar (WSR) dan Doppler weather radar Arti jenis radar yang digunakan untuk mengetahui hujan, salju(precipitation) dan mengukur perpindahannya serta mengestimasi jenisnya hujan (rain), salju (snow), hujan batu es (hail), dan lain sebagainya.

Dipakai oleh ahli meteorologi sesudah perang dunia II dimana precipitation ditangkap oleh radar penerbangan (aviation radar) sebagai noise dalam screening pesawat terbang.Marshall dan Palmer pemantulan (reflectivity) returned signal dari (kecepatan) precipitation dengan berdasarkan pemahaman distribusi ukuran precipitation yang jatuh. Tahun 50an dan 60an : reflectivity radar dibangun secara global untuk mengukur jarak dan intensitas precipitation. Tahun 80an, superior Doppler radar tersebar untuk mengukur kecepatan relatif.

WSR-88D doppler radar (Nexrad Radar) diperkenalkan tahun 90an. Bersama dengan Terminal Doppler Weather Radar (TDWR) untuk tujuan peringatan ke masyarakat (public warning), dan keselamatan penerbangan. WSR-88D informasi kuantitatif dan secara waktu nyata (real-time) berupa data : storm, precipitation, badai tropis (hurricane), tornado TDWR informasi untuk keberangkatan dan pendaratan yang aman : munculnya angin yang berbahaya : microbust, strong gust front/outflow boundary.

Microbust

Gust front

Contoh : NEXRAD (Next Generation Radar) untuk mendapatkan informasi precipitation dan angin berdasar energi yang kembali.

Radar burst of microwave energy Menabrak objek (raindrop, snowflake, hailstone, bug, bird,etc) energi menyebar Sebagian energi kembali ke radar (backscattered radiation) bergantung pada : - jumlah backscattered radiation yang diterima - ukuran hidrometeor dan kualitas absorbsi hidrometeor (densitas, bentuk) Radar mengirim dan menerima radiasi : 200-3.000 (NEXRAD :1300) kali dalam 1 detik Analisa komputer : kuat sinyal balik, waktu ke objek dan kembali, pergeseran fasa.

Radar cuaca berbasis pada fenomena penghamburan gelombang E/M oleh hidrometeor

Normal : muatan listrik partikel air dalam keadaan netral atau tidak terpolarisasi Saat ditabrak gel. EM POLARISASI tergantung amplitudo dan arah polarisasi gelombang E/M yang menabraknya.

Ukuran

scattering particle

ditentukan oleh rasio x (size parameter):

size parameter x:

D : diameter partikel : panjang gelombang elektromagnetikPenggolongan kelas hamburan berdasarkan diameter partikel penghambur :x 1 atau D / , kelas hamburan Raleigh x 1 atau D / , kelas hamburan Mie x 1 atau D / , kelas hamburan Optik

x = D/

Makin besar precipitation partikel makin baik dideteksi radar Reflectivity es lebih efisien menyerap energi yang dipancarkan ketimbang air (cair) . hubungan ukuran dan jenis precipitation : 1. VIP Salju kering < salju basah

2. VIP salju basah > hujan namun memiliki reflektivitas yang mirip dengan hujan yang sangat deras.3. VIP Wet hail > dry hail. Wet hail memiliki reflektivitas precipitation yang terbesar Radar melihatnya sebagai hujan jatuh raksasa

Video Integrator and Processor, which contours radar reflectivity (in dBZ) into six VIP levels: VIP 1 (Level 1, 18-30 dBZ) - Light precipitation VIP 2 (Level 2, 30-38 dBZ) - Light to moderate rain. VIP 3 (Level 3, 38-44 dBZ) - Moderate to hevay rain. VIP 4 (Level 4, 44-50 dBZ) - Heavy rain VIP 5 (Level 5, 50-57 dBZ) - Very heavy rain; hail possible. VIP 6 (Level 6, >57 dBZ) - Very heavy rain and hail; large hail possible.

Weather radar kirimdirectional pulse lewat radiasi microwave dalam microsecond, meggunakan cavity magnetron atau klystron tube dihubungkan dengan waveguide ke antena. Panjang gelombang :1-10cm 10 x diameter droplet atau partikel es

Cavity magnetron : vacuum tube dengan memiliki daya yang besar membangkitkan microwave menggunakan interaksi antara elektron dan medan magnet

Klystron digunakan sebagai amplifier pada microwave dan frekuensi radio untuk mendapatkan sinyal referensi daya rendah untuk receiver superheterodyne dan memproduksi gelombang carrier berdaya tinggi dalam komunikasi

Attenuation :

efek negatif : membuat akurasi pengukuran kuantitatif sinyal energi balik dari precipitation yang terhalang precipitaton lain menjadi sulit; jika attenuation terjadi saat precipitation atau medium penghalang yang besar, maka sinyal dari precipitation cell di belakang absorbsi yang kuat akan teredam. atteanution cloud droplet : K=K1M K1= koefisien atenuasi, dB K= atenuasi dB/km M= liquid-water content g/m3 ai = droplet M=4/3 ( ai3 ) i=1,,N

Range & velocity ambiguity : unambiquous doppler frequency untuk Pulse repetition frequency yang tetap :Fnyq= PRF/2 Ra=c/2PRF maka,

karena doppler bergeser sejauh f maka kecepatan radial target juga linier mengikuti: Va= .Fnyq /2 Va.Ra= c/8 Ground or sea clutter precipitation menghasilkan echo akibat adanya ground clutter saat precipitation dekat dengan ground ekstrim di pertanian, aplikasi hidrologi antena low sidelobe, lebih kecil

X-Band : pulsa = 3cm C-Band : pulsa = 5cm S-Band : pulsa = 10cmC-BAND Sensitif S-BAND Sangat baik mendeteksi cuaca yang ekstrim, abaikan atenuasi saat hujan deras Ukuran antena yang besar, high transmission power biaya mahal

X-BAND Sensitif terhadap partikel yang kecil; Ukuran antena lebih kecil

Kinerja jelek saat desain untuk iklim atenuasi cukup berat; sedang precipitation yang besar objek tidak terukur oleh radar

Ka-Band : pulsa = 1cm; precipitation yang kecil (hujan gerimis, kabut) penelitian

Precipitation yang tinggi Precipitation yang terjadi tapi tidak sampai jatuh ke tanah (Virga) dideteksi oleh radar Gunung, pohon, gedung dapat memblok radar Sea Clutter dan ground clutter berpengaruh Radar kehilangan kemampuan mendeteksi dengan kenaikan jarak

TERIMA KASIH