IMGW với khả năng nghiên cứu khí quyển mới

Kiến thức về động lực học của tầng đối lưu cải thiện chất lượng của các mô hình dự báo và dữ liệu thu được liên tục là một tài liệu rất có giá trị, ví dụ: trong dự báo khí tượng hàng không. Viện Khí tượng và Quản lý Nước vừa ra mắt máy đo gió hồ sơ radar đầu tiên ở Ba Lan, đây sẽ là một thành phần cố định của hệ thống theo dõi và dự báo các hiện tượng khí tượng, bao gồm, trong số những thứ khác, kiểm tra biên dạng gió lên đến 5000‍ m so với mặt đất. Hiện giai đoạn thử nghiệm quét bầu khí quyển ở độ cao trên 3000 m đang được tiến hành.

Wind Profiler là một công cụ viễn thám hoàn toàn tự động cho phép theo dõi liên tục những thay đổi ở tầng thấp nhất của bầu khí quyển Trái đất. Hiện có 34 thiết bị như vậy đang hoạt động ở Liên minh châu Âu và các nước NATO. Được lắp đặt vào năm ngoái tại trạm khí tượng và thủy văn ở Racibórz, Wind Profiler LAP3000 là máy đo gió radar đầu tiên ở Ba Lan. Sau khi thử nghiệm kỹ thuật thành công, các phép đo kiểm soát trong điều kiện mùa đông đã được triển khai vào tháng 1 năm nay để thu thập thông tin về hiệu quả của thiết bị.

Làm thế nào nó hoạt động?

Wind Profiler hoạt động tương tự như radar thời tiết, ngoại trừ mục đích của nó là đo trạng thái của bầu khí quyển theo chiều dọc. Thiết bị gửi một chùm xung điện từ, chùm xung này bị phân tán và phản xạ một phần bởi các hạt không khí có các đặc tính hỗn loạn khác nhau. Tín hiệu quay trở lại ăng-ten chứa thông tin về tốc độ và hướng gió, lượng mưa và các đặc điểm động học được chọn.

Thiết bị đạt điều kiện kỹ thuật và vận hành tốt nhất ở dải tần 1290‍ MHz, dải tần được sử dụng phổ biến bởi các cơ quan khí tượng ở các nước Châu Âu (WMO Khu vực VI). Đó cũng là phạm vi mà Wind Profiler sẽ hoạt động trong mạng lưới đo lường của IMGW-PIB. Điều này sẽ cho phép dữ liệu thu được được sử dụng trực tiếp trong hệ thống dự báo và cảnh báo khí tượng quốc tế. Các thử nghiệm về hiệu quả đo lường được thực hiện vào tháng 2 năm 2023 bao gồm việc xác định, trong mỗi lớp thẳng đứng dày 50 m, tỷ lệ phần trăm của các phép đo được nhà sản xuất thiết bị đủ tiêu chuẩn coi là đã được xác thực, tức là đưa ra 98% dữ liệu được thu thập chính xác.

Kết quả kiểm tra

Đối với thành phần nằm ngang của vận tốc và hướng gió, kết quả tốt nhất ít nhiều thu được đối với lớp từ 150 m đến khoảng 2100 m so với mặt đất. Trên và dưới phạm vi độ cao này, hiệu quả của việc thu tín hiệu trở lại giảm. Tuy nhiên, những dữ liệu này vẫn hữu ích cho việc đánh giá khí tượng của các sự kiện riêng lẻ, ví dụ: nghiên cứu về nồng độ cao của các chất dạng hạt, như sẽ được thảo luận sau. Đối với phép đo vận tốc gió theo phương thẳng đứng, đã thu được kết quả tuyệt vời cho toàn bộ phạm vi đo âm – từ 500 m đến 3000 m so với mặt đất.

Wind Profiler LAP3000 cũng được điều chỉnh để đo tốc độ mưa. Trong các thử nghiệm mùa đông, hiệu quả đo lường của thông số này không cao lắm và hiếm khi (chỉ ở độ cao khoảng 900 m so với mặt đất) vượt quá 25%. Theo đó, các phân tích này được thực hiện khi lượng mưa được ghi lại đồng thời bằng các thiết bị mặt đất tiêu chuẩn tại trạm khí tượng ở Racibórz. Do đó, hiệu chuẩn bổ sung của thiết bị để xác định tham số này có thể là cần thiết.

Mặc dù máy đo gió biên dạng radar chủ yếu được sử dụng trong công việc vận hành và để nghiên cứu các sự kiện khí tượng riêng lẻ, dữ liệu đo được thu thập với nó có thể được sử dụng thành công trong phân tích thống kê và khí hậu. Dạng phổ biến nhất là nghiên cứu các đặc điểm về sự phân bố vận tốc và hướng gió ở các độ cao khác nhau. Dữ liệu đo được từ các thử nghiệm cho thấy mức độ biến thiên của cả hai tham số ở các độ cao khác nhau. Thông tin này có tầm quan trọng đáng kể, chủ yếu đối với ngành hàng không, nhưng nó cũng có thể giúp phân tích và dự báo ô nhiễm.

Biên dịch: Tạp chí KTTV

Nguồn: https://obserwator.imgw.pl/imgw-with-new-capabilities-of-studying-the-atmosphere/