Терминальный допплеровский погодный радар

Западный радар терминалов (TDWR) -это допплеровская погодная радиолокационная система с трехмерным «лучшим пучком», используемой главным образом для обнаружения опасных условий сдвига ветра , осадков и ветров на воздухе на крупных аэропортах, расположенных в климатах с большим воздействием Грозы в Соединенных Штатах. ^{[ 1 ]} По состоянию на 2011 год все были в эксплуатации с 45 операционными радарами, некоторые охватывающие несколько аэропортов в крупных столичных местах, в Соединенных Штатах и Пуэрто-Рико. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Несколько подобных погодных радаров также были проданы другим странам, таким как Китай ( Гонконг ). ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Финансируется Федеральной авиационной администрацией Соединенных Штатов (FAA), TDWR была разработана в начале 1990-х годов в Lincoln Laboratory , частью Массачусетского технологического института , для оказания помощи авиадиспеткеру путем обеспечения обнаружения ветра в режиме реального времени и осадков с высоким разрешением. данные. ^{[ 6 ]}

Основным преимуществом TDWR перед предыдущими погодными радарами является то, что он имеет более тонкое разрешение диапазона - это может видеть меньшие области атмосферы. ^{[ 1 ]} Причиной разрешения является то, что TDWR имеет более узкий луч, чем традиционные радиолокационные системы, и что он использует набор алгоритмов для уменьшения беспорядка . ^{[ 6 ]}

Характеристики

TDWR использует волну носителя в полосе частот 5 см 5600–5650 МГц ( длина ), с узким пучком и угловым разрешением 0,5 градусов и имеет пиковую мощность 250 кВт. В отражательной способности разрешение на расстоянии составляет 150 метров (500 футов) в пределах 135 километров (84 мили) радара и 300 метров (1000 футов) от 135 километров (84 миль) до 460 километров (290 миль) до радара. ^{[ 1 ]} Причина этого различия заключается в том, что, поскольку разрешение ширины является угловым, в большем диапазоне ширина луча становится довольно большой, и для получения лучшего усреднения данных в объеме разрешения нужно увеличить количество импульсных бункеров диапазона . Это сокращение произвольно установлено для программного обеспечения на 135 километров (84 мили).

При радиальных скоростях данные доступны до 90 километров (56 миль) от радара с полным угловым разрешением 0,5 градусов и разрешением диапазона 150 метров (490 футов). ^{[ 1 ]} Из-за используемой частоты повторения импульса (PRF) существует псевдоним , а максимальная незмуретная скорость составляет от 20 до 30 узлов (от 23 до 35 миль в час; от 37 до 56 км/ч). ^{[ 1 ]}

TDWR может выполнять ближневое сканирование под углом наклона 0,1-0,3 градуса с поверхности Земли каждую минуту. Он также может выполнять композитные сканы, в которых радар наблюдает под несколькими разными углами наклона, чтобы получить более полную картину атмосферных условий; Каждое такое составное сканирование требует 6 минут. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}

Сравнение с Nexrad

Преимущества

Нексрадский погодный радар , который в настоящее время используется Национальной метеорологической службой (NWS), представляет собой радар длиной 10 см (2700-3000 МГц), способный к полному сканированию каждые 4,5-10 минут, в зависимости от количества отсканированных углов, и в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или в зависимости от того, или или в зависимости от не мезоселисты ^{[ 7 ]} является активным, что добавляет дополнительное сканирование низкого уровня при завершении сканирования объема. Его разрешение составляет 0,5 градуса ширины и 250 метров (820 футов) в диапазоне. Нездуваемая радиальная скорость составляет 62 узла (71 миль в час; 115 км/ч) до 230 километров (140 миль) от радара. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}

Разрешение диапазона TDWR почти вдвое больше, чем в этой классической схеме Nexrad. Это даст гораздо более подробную информацию о небольших особенностях в схемах осадков, особенно в грозах, в отражательной способности и радиальной скорости. Тем не менее, это более тонкое разрешение доступно только до 135 километров (84 миль) от радара; Помимо этого, резолюция близка к решению Nexrad. Тем не менее, с августа 2008 года перенаменение NEXRAD увеличило его разрешение при более низких высотах в данных отражательной способности до 0,25 км (0,16 мили) на 0,5 градуса и увеличивает диапазон данных о скорости допплера до 300 км (190 миль). ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Это уменьшает преимущества TDWR для этих высот.

Недостатки

TDWR и Nexrads дополняют друг друга перекрывающимся покрытием, каждый из которых предназначен для оптимального просмотра различных режимов воздушного пространства. Быстрая скорость обновления TDWR на коротком расстоянии (диапазон 55 нм ) быстро отражает микромасштабные погодные явления в терминальном воздушном пространстве. Nexrad - это радар на дальние расстояния (диапазон 200 нм), предназначенный для выполнения множественных функций по пути на высокой высоте, над терминальным воздушным пространством и далеко между терминалами. Более медленная скорость обновления Nexrad, охватывающая более широкий объем, отражает мезомасштабные погодные явления. Более короткая 5 сантиметра (2,0 дюйма), что ближе к размеру дождевой капли, чем длина волны 10 сантиметров (3,9 дюйма), частично поглощается осадками. Это серьезный недостаток использования TDWR, так как сигнал может быть сильно ослаблен при тяжелых осадках. Это затухание означает, что радар не может «видеть» очень далеко через сильный дождь и может пропустить тяжелую погоду, такую как сильные грозы, которые могут содержать подпись торнадо, когда между радаром и этим штормом проходит сильный дождь. Когда на сильный дождь падает Радом , диапазон TDWR еще более ограничен. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} Наконец, град в громе, отсканированном TDWR, может полностью заблокировать сигнал, поскольку его размер больше длины волны. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}

Вторая проблема-меньшая невидимая радиальная скорость или скорость накиста . В случае TDWR это означает, что скорость осадков, движущихся на скорости, превышающую 30 узлов (35 миль в час; 56 км/ч), или в направлении радара будет неверно проанализировать из -за псевдонима . Алгоритмы , чтобы исправить это, не всегда дают соответствующие результаты. Nexrad имеет порог, который в два раза выше (62 узла (71 миль в час; 115 км/ч)), и, следовательно, требуется меньшая обработка и интерпретация. Из -за этого разрешение радиолокационной отражательной способности для небольших масштабных функций, таких как мезоциклоны , может быть лучше в TDWR, но разрешение скорости может быть хуже или, по крайней мере, неправильно проанализировано.

Таким образом, лучше всего использовать TDWR в сочетании с традиционным Nexrad поблизости, чтобы гарантировать, что ничего не упускается. В отличие от Nexrad, который имеет национальное освещение смежных Соединенных Штатов (хотя с некоторыми отверстиями из -за местности), TDWR имеет спорадическое покрытие, предназначенное для крупных аэропортов. В то время как в некоторых районах страны (северо -восточный мегаполис, штаты Огайо и Флорида и юго -западный квартал переулка торнадо в Оклахоме и Техасе) имеют высокую плотность единиц TDWR, другие (все западное побережье, северные великие равнины и Скалистые горы, части глубокого юга и растяжение от северной Пенсильвании до северной части штата Нью -Йорк и в северной Новой Англии) вообще не имеют освещения TDWR.

Улучшения обработки данных

Национальная лаборатория тяжелых штормов (NSSL) имеет программу разработки и улучшения радиолокационных продуктов, извлеченных из данных, полученных из радаров TDWR и Nexrad. Группа по приложениям и передаче технологий (SWAT) суровой погоды (SWAT) спонсируется Национальной службой погоды и FAA. В 2009 году он работает над лучшей фильтрацией непогодных эхо, улучшает алгоритмы скоростей, методы для извлечения горизонтального компонента поля ветра из одного или нескольких радаров. NSSL предоставляет данные TDWR в офис NWS с конца 1990 -х годов. ^{[ 10 ]} NWS Радарный центр (ROC), хотя и сосредоточен на сети Nexrad, также работает с TDWRS.

Смотрите также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я «Терминальный допплеровский погодный радар - Дополнительный генератор продуктов (TDWR -SPG)» . Национальная служба погоды . Получено 5 августа 2017 года .
^ «Поиск близости к погодным радарам терминала (TDWR)» . Spectrum Bridge, Inc. Архивирована из оригинала 7 марта 2012 года . Получено 4 августа 2011 года .
^ «Места и частоты TDWR» . Wispa . Получено 18 июля 2017 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и «Wunderground запускает радар-продукт высокой четкости» . Доктор Джефф Мастерс из Wunderblog . Погода под землей . 15 декабря 2008 г. Получено 2018-06-21 .
^ Чи М. Шун и Шарон Си Лау (2000). «Компания терминала допплеровского погодного радара (TDWR) атмосферного потока по сложной местности во время тропических циклонов». Прокурор Шпин 4152 (42): 42. Bibcode : 2000spie.4152 ... 42 с . Citeseerx 10.1.1.551.3486 . doi : 10.1117/12.410622 . S2CID 130709921 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Терминальный допплер погодного радара (TDWR)» . MIT Lincoln Laboratory . Получено 4 августа 2009 года .
^ https://www.roc.noaa.gov/wsr88d/publicdocs/newtechnology/meso-sails_description_briefing_jan_2014.pdf ^{[ только URL PDF ]}
^ "Build10faq" . Центр радиолокационных операций . Национальное управление океанического и атмосферного. Архивировано с оригинала на 2008-07-04.
^ «RPG SW Build 10.0 - включает в себя отчетность для SW 41 RDA» . Центр радиолокационных операций . Национальное управление океанического и атмосферного.
^ «WSR-88D/TDWR Разработка и улучшение операционного продукта» . Предупреждение приложения исследования . Национальная лаборатория сильных штормов . 2009. Архивировано из оригинала 2011-05-19 . Получено 2009-09-18 .

Внешние ссылки

«Нексрад и радиолокационные изображения с высоким разрешением для юго -востока» . Aprsfl.net . Архивировано из оригинала 19 июня 2017 года.

[tdwr-nws-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я «Терминальный допплеровский погодный радар - Дополнительный генератор продуктов (TDWR -SPG)» . Национальная служба погоды . Получено 5 августа 2017 года .

[2] «Поиск близости к погодным радарам терминала (TDWR)» . Spectrum Bridge, Inc. Архивирована из оригинала 7 марта 2012 года . Получено 4 августа 2011 года .

[3] «Места и частоты TDWR» . Wispa . Получено 18 июля 2017 года .

[WUNDER-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и «Wunderground запускает радар-продукт высокой четкости» . Доктор Джефф Мастерс из Wunderblog . Погода под землей . 15 декабря 2008 г. Получено 2018-06-21 .

[HK-5] Чи М. Шун и Шарон Си Лау (2000). «Компания терминала допплеровского погодного радара (TDWR) атмосферного потока по сложной местности во время тропических циклонов». Прокурор Шпин 4152 (42): 42. Bibcode : 2000spie.4152 ... 42 с . Citeseerx 10.1.1.551.3486 . doi : 10.1117/12.410622 . S2CID 130709921 .

[MIT-LL-6] Jump up to: ^а ^{беременный} «Терминальный допплер погодного радара (TDWR)» . MIT Lincoln Laboratory . Получено 4 августа 2009 года .

[7] ttps://www.roc.noaa.gov/wsr88d/publicdocs/newtechnology/meso-sails_description_briefing_jan_2014.pdf ^{[ только URL PDF ]}

[8] "Build10faq" . Центр радиолокационных операций . Национальное управление океанического и атмосферного. Архивировано с оригинала на 2008-07-04.

[9] «RPG SW Build 10.0 - включает в себя отчетность для SW 41 RDA» . Центр радиолокационных операций . Национальное управление океанического и атмосферного.

[NSSL-10] «WSR-88D/TDWR Разработка и улучшение операционного продукта» . Предупреждение приложения исследования . Национальная лаборатория сильных штормов . 2009. Архивировано из оригинала 2011-05-19 . Получено 2009-09-18 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

v Т и Нас погоды
Military weather radars	SCR-658 radar AN/APQ-13 AN/APS-2F AN/CPS-9 AN/FPS-41
Weather surveillance radars	WSR-1, 1A, 3 and 4 WSR-57 WSR-74C and -74S WSR-88D (NEXRAD) TDWR
Research radars	ADRAD ARMOR CASA DOW NSSL Doppler SMART-R Advanced Technology Demonstrator CSU-CHILL OU-PRIME Multifunction Phased Array Radar at NSSL Joint Polarization Experiment RaXPol