Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyznaczanie natężenia opadu na podstawie danych z radarów z podwójną polaryzacją fali elektromagnetycznej

Dzwonkowski Karol, Winnicki Ireneusz, Pietrek Sławomir

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2023

|

Vol. 72, nr 1

79--100

PL

W pracy przedstawiono wyniki pilotażowych badań stref zachmurzenia z opadem gradu na podstawie danych z radaru z podwójną polaryzacją fali elektromagnetycznej pracującego w Rzeszowie-Jasionce, który jest jednym z ośmiu radarów meteorologicznych tworzących nową sieć POLRAD zarządzaną przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - PIB. Skanowanie atmosfery falą o podwójnej polaryzacji dostarcza znaczną ilość danych radarowych, które dokładnie opisują wykryte obiekty meteorologiczne, w tym rozmiary cząsteczek chmurowych i opadowych. Przeprowadzone badania umożliwiły jakościowy i ilościowy opis stref zachmurzenia z opadem atmosferycznym o zmiennej intensywności oraz ze zmiennym rozkładem przestrzennym i czasowym. Uzyskanie danych o strukturze strefy zachmurzenia wymaga stworzenia nowych niestandardowych zobrazowań przedstawiających horyzontalne i pionowe rozkłady odbiciowości radarowej wyznaczonej na podstawie pomiarów w kanale klasycznym radaru. Dane radarowe przetworzono z wykorzystaniem oprogramowania RAINBOW DART i RAPOK. Wygenerowano całkowicie nowe zbiory danych opadowych dla wybranego rejonu z zachowaniem zgodności miejsca oraz terminu obserwacji, w których uwzględniono natężenie opadu, stan fazowy oraz czynniki środowiskowe. Opracowane pionowe przekroje radioech wzdłuż zadanej trasy dostarczyły informacje o strukturze i aktywności badanej komórki burzowej oraz występującym rdzeniu opadowym. Natężenie opadu atmosferycznego wyznaczono z zależności Marshalla-Palmera, Jossa oraz Muchnika, w których użyto odbiciowości radarowej na wysokościach 1 km, 1,5 km i 2 km nad powierzchnią gruntu z uwzględnieniem poziomu zamarzania. W pracy przedstawiono kompleksową analizę sytuacji wystąpienia opadu gradu na podstawie danych synoptycznych oraz zobrazowań natężenia opadu i prawdopodobieństwa jego wystąpienia. Wykazano, że dostępne w sieci wymiany danych meteorologicznych standardowe zobrazowanie natężenia opadu generowane każdorazowo na podstawie zależności Marshalla–Palmera dla odbiciowości radarowej na wysokości 1 km nad powierzchnią gruntu może zawierać błędy, których zminimalizowanie wymaga dokonania zmian w algorytmach obliczeniowych. Na tym etapie badań w obliczeniach wykorzystano inne zależności, przy wyborze których uwzględniono rodzaj opadu. Natomiast dane o strukturze badanej komórki burzowej pozwoliły na obliczenia na podstawie wartości odbiciowości radarowej wyznaczonych na różnych poziomach w rdzeniu opadowym. Analizę otrzymanych radarowych danych opadowych prowadzono na podstawie zarówno danych synoptycznych, jak i klimatycznych dla badanego rejonu. W następnym etapie badań wykorzystane zostaną wyniki pomiarów terenowych prowadzonych w rejonach z rozbudowaną siecią bezpośrednich pomiarów opadów atmosferycznych. Wyniki tych badań pozwolą na rekomendowanie zależności empirycznych do wyznaczania natężenia opadu w zależności od rodzaju opadu, budowy chmury opadowej oraz warunków środowiskowych.

EN

The paper presents the results of a preliminary study of cloudiness area with hail precipitation based on data from a dual-polarisation electromagnetic wave radar operating in Rzeszów-Jasionka which is one of eight meteorological radars belonging to the POLRAD managed by the Institute of Meteorology and Water Management - National Research Institute. Atmospheric dual-polarisation wave scanning provides a significant radar data that accurately describes detected meteorological objects, including the sizes of cloud and precipitation particles. The conducted research enabled us a qualitative and quantitative description of cloudy zones with precipitation of variable intensity and variable spatial and temporal distribution. Obtaining data on the structure of the cloud cover zone requires the creation of new and non-standard imagery showing horizontal and vertical distributions of radar reflectivity determined on the basis of measurements in the classic radar channel. Radar data were processed using RAINBOW DART and RAPOK software. Completely new rainfall datasets were generated for the selected region with consistency of location and observation date, in which precipitation intensity, phase state, and environmental factors were taken into account. Developed vertical cross-sections of the atmosphere along the set route provided information on the structure and activity of the studied storm cell and the precipitation core present. Precipitation intensity was determined from the Marshall‒Palmer, Joss and Muchnik correlations, which used radar reflectivity at heights of 1 km, 1.5 km, and 2 km above the ground surface, taking into account the freezing level. The paper presents a comprehensive analysis of the hail situation based on synoptic data and images of hail intensity and hail probability. It was shown that, available in the meteorological data exchange network, the standard images of precipitation intensity generated in each case based on the Marshall-Palmer correlation for radar reflectivity at a height of 1 km above the ground surface may contain errors, which require changes in calculation algorithms to be minimised. At this stage of the research, other dependencies were used in the calculations, which took into account the type of precipitation. On the other hand, data on the structure of the studied storm cell allowed us calculations based on the values of radar reflectivity determined at different levels in the rain core. The analysis of the obtained radar precipitation data was carried out on the basis of both syn-optic and climatic data for the studied region. In the next stage of research, the results of field meas-urements carried out in regions with an extensive network of direct precipitation measurements will be used. The results of these studies will allow us to recommend empirical relationships for determining precipitation intensity depending on the type of precipitation, the structure of the precipitation cloud and environmental conditions.

2

Możliwość wykorzystania automatycznych pomiarów opadu atmosferycznego oraz stężenia pyłu PM2.5 do wyznaczeniu współczynników wymywania

Drzeniecka-Osiadacz A., Sawiński T.

Przegląd Geofizyczny

|

2012

|

Z. 2

267-279

PL

Głównym celem pracy jest ocena możliwości wyznaczenia współczynników wymywania na podstawie pomiarów rzeczywistych stężenia pyłu zawieszonego o frakcji poniżej 2,5 /žm (PM) oraz natężenia i rodzaju opadu, prowadzonych w sposób ciągły, a także ocena zmienności stężenia pyłu zawieszonego w zależności od warunków opadowych. W analizie wykorzystano dane zgromadzone w Obserwatorium Zakładu Klimatologii i Ochrony Atmosfery Uniwersytetu Wrocławskiego. Pyłomierz TEOM 1400a zapewniał ciągły monitoring pyłu zawieszonego PM 5. Pomiar opadu był przeprowadzony przy użyciu laserowego miernika opadu Parsivel. W pracy przedstawiono analizę danych zgromadzonych w okresie od początku maja 2010 do końca kwietnia 2011. Wyliczone współczynniki wymywania na podstawie całego zbioru danych wahały się w bardzo szerokich granicach, od -0,02311 do 0,05380 s-1. Ponieważ intensywność usuwania aerozolu atmosferycznego najczęściej jest określana medianą ze zbioru wszystkich wyliczonych wielkości współczynnika wymywania, wielkość ta w analizowanym okresie wyniosła 3,28^10'5 s-1. Wynik ten jest zbliżony do wielkości podawanych w literaturze. Charakterystyka współczynników wymywania została również przedstawiona w zależności od rodzaju opadu i jego natężenie (tab.4). Średnia i mediana współczynnika wymywania w poszczególnych typach wahała się w zakresie 10-4 – 10-5 s-1 największe wartości przyjmując w przypadku mżawki o słabym natężeniu (Me=1,62^10-4), deszczu z mżawką (Me = 1,07^10-4) i deszczu marznącego (Me=1,4140-4). Ponadto uwagę zwracają przypadki nietypowe, nieodpowiadające schematowi: wystąpienie opadu wymywanie PM z atmosfery. Ich występowanie wskazuje, że w dalszych analizach należy uwzględnić dodatkowe, niezwiązane z opadem czynniki, mogące wpływać na zmienność stężenia pyłu zawieszonego.

EN

The main objective of presented work was to determine the variability of particulate matter less than 2,5/žm (PM2.5), in relation to actual weather conditions. The analysis was based on the data collected by Meteorological Observatory of Department of Climatology and Atmosphere Protection (Wrocław University). Continuous monitoring of PM2 5 was carried out by automatic dust concentration monitor TEOM 1400a. For the measurement of precipitation optical disdrometer PARSIVEL was used. The paper presents an analysis of data collected in the period from the start of May 2010 to the end of April 2011. The scavenging coefficients calculated for the entire dataset ranged in the wide limits, between -0,02311 and 0,05380 s-1. The intensity of the atmospheric aerosol removal is most often described as the median of dataset of all calculated coefficients, so for analyzed period its value was determined on 3,28 10-5 s-1. This result is close to the values reported in the literature. Characteristics of scavenging coefficients for different intensities and types of precipitation were also calculated. Average value and median of scavenging coefficient for each type of precipitation ranged from 10-4 to 10-5 s-1. Maximum values were calculated for low intensity drizzle (Me=1,62-10-4), rain with drizzle (Me=1,07-10-4) and freezing rain (Me = 1,41-10-4). The cases that do not correspond to the scheme: occurrence of precipitation ^ intensive scavenging are especially noteworthy. Their presence points, that further analysis should take into account additional factors, not related to precipitation, which may affect variations of particulate matter concentration.

3

Nierównomierność przestrzenna opadów a systemy odwadniania

Mrowiec M.

Wodociągi - Kanalizacja

|

2010

|

nr 11

48-50