Radioakustyczny system nagłaśniający
Radioakustyczny system sondujący ( RASS ) to system pomiaru szybkości zanikania atmosfery , wykorzystujący rozpraszanie wsteczne fal radiowych z czoła fali akustycznej , w celu pomiaru prędkości dźwięku na różnych wysokościach nad ziemią. Jest to możliwe, ponieważ kompresja i rozrzedzenie powietrza przez falę akustyczną zmienia dielektryczne , powodując częściowe odbicie transmitowanego sygnału radarowego . Od prędkości dźwięku, temperatury powietrza w można obliczyć planetarną warstwę graniczną . Maksymalny zakres wysokości systemów RASS wynosi zazwyczaj 750 metrów, chociaż odnotowano obserwacje do 1,2 km w wilgotnym powietrzu.
Zasada
Zasada działania RASS jest następująca: Rozpraszanie Bragga zachodzi, gdy energia akustyczna (tj. dźwięk) jest przekazywana do pionowej wiązki radaru w taki sposób, że długość fali sygnału akustycznego odpowiada połowie długości fali radaru. Ponieważ częstotliwość sygnału akustycznego jest zmienna, podczas dopasowania Bragga następuje znacznie zwiększone rozproszenie sygnału radarowego.
Kiedy to nastąpi, można określić przesunięcie Dopplera sygnału radarowego wytwarzanego przez rozpraszanie Bragga, a także prędkość pionową atmosfery. W ten sposób można zmierzyć prędkość dźwięku w funkcji wysokości, na podstawie której można obliczyć wirtualne profile temperatury (TV) z odpowiednimi poprawkami na pionowy ruch powietrza. Wirtualna temperatura paczki powietrza to temperatura, jaką miałoby suche powietrze, gdyby jego ciśnienie i gęstość były równe wartościom próbki wilgotnego powietrza. Z reguły pionowa prędkość atmosfery wynosząca 1 m/s może zmienić obserwację telewizyjną o 1,6 °C.
Konfiguracje
RASS można dodać do radarowego narzędzia do profilowania wiatru lub do sodaru system. W pierwszym przypadku do radarowego profilera wiatru należy dodać niezbędne podsystemy akustyczne, aby wygenerować sygnały dźwiękowe i przeprowadzić przetwarzanie sygnałów. Po dodaniu RASS do narzędzia do profilowania radaru trzy lub cztery skierowane pionowo źródła dźwięku (równoważne wysokiej jakości głośnikom stereo) są umieszczane wokół anteny radarowego narzędzia do profilowania wiatru oraz dodawane są podsystemy elektroniczne, które obejmują wzmacniacz mocy akustycznej i obwód generujący sygnał deski. Źródła akustyczne służą wyłącznie do przesyłania dźwięku do pionowej wiązki radaru i są zwykle zamknięte w obudowach tłumiących hałas, aby zminimalizować uciążliwe skutki, które mogą przeszkadzać pobliskim sąsiadom lub innym osobom znajdującym się w pobliżu instrumentu.
Po dodaniu RASS do sodaru dodawane są niezbędne podsystemy radarowe do przesyłania i odbierania sygnałów radarowych oraz przetwarzania informacji o współczynniku odbicia radaru. Ponieważ dane o wietrze są uzyskiwane przez sodar, radar musi jedynie pobierać próbki wzdłuż osi pionowej. Przetworniki sodowe służą do transmisji sygnałów akustycznych, które wytwarzają rozproszenie Bragga sygnałów radarowych, co umożliwia pomiar prędkości dźwięku przez radar.
Rezolucja
Rozdzielczość pionowa danych RASS zależy od długości impulsu wykorzystywanego przez radar. Próbkowanie RASS jest zwykle wykonywane przy długości impulsu od 60 do 100 metrów. Ze względu na atmosferyczne tłumienie sygnałów akustycznych na częstotliwościach RASS wykorzystywanych przez radarowe narzędzia do profilowania wiatru warstwy przyściennej, zakres wysokości, z którego można próbkować, wynosi zwykle od 0,1 do 1,5 km, w zależności od warunków atmosferycznych (np. duże prędkości wiatru zwykle ograniczają pokrycie wysokości RASS do kilkuset metrów, ponieważ sygnały akustyczne są wypuszczane z wiązki radaru).
Ten artykuł zawiera materiały należące do domeny publicznej , zawarte w Wytycznych dotyczących monitorowania meteorologicznego w zastosowaniach modelowania regulacyjnego (PDF) . Rząd Stanów Zjednoczonych .