Menu Sluiten

Weersradars uitgelegd

We gebruiken allemaal radars als hulpmiddel bij het plannen van buitenactiviteiten. Moeten we een paraplu meenemen? Komt er een zware onweersbui aan? Of blijft het de rest van de dag droog? Hoewel een radar ons helpt het weer te voorspellen, begrijpen maar weinigen precies hoe hij werkt. De evolutie van radar is interessant en het is verrassend hoe zo’n belangrijk instrument is ontstaan.

RADAR staat voor RAdio Detection And Ranging en werd langzaam ontwikkeld vanaf het eind van de 19e eeuw. Aan het begin van de Tweede Wereldoorlog gebruikten veel landen het om vijandelijke schepen en vliegtuigen op te sporen. Toen radaroperatoren ontdekten dat neerslag ‘valse’ echo’s op hun scherm veroorzaakte (waardoor potentiële vijandelijke doelen werden gemaskeerd), realiseerden zij zich het nieuw gevonden potentieel van radar. Al snel na de oorlog werden overtollige radars gebruikt als neerslagdetectoren. Sinds die tijd is de moderne weerradar sterk geëvolueerd en verbeterd, met betere methoden om gegevens op te halen en gegevens met een hogere resolutie. De meeste moderne weerradars zijn nu pulse-Doppler radars en kunnen naast de intensiteit van de neerslag ook de beweging van regendruppels detecteren. Tegenwoordig gebruikt gespecialiseerde software radargegevens om korte-termijnvoorspellingen te doen, en ze worden zelfs opgenomen in numerieke weersvoorspellingsmodellen om de nauwkeurigheid van de voorspellingen te verbeteren. Hoe werkt het nu precies?

De basis: hoe moderne weerradars werken

Een modern Doppler-radarsysteem bestaat uit een grote radarschotel die in een nog grotere zeshoekige koepel is ondergebracht om hem tegen de elementen te beschermen. De radarschotel kan 360 graden draaien in horizontale richting en ongeveer 20 graden in verticale richting. Terwijl de radarantenne draait, zendt hij extreem korte stoten radiogolven uit, pulsen genaamd, en wacht hij tijdens de “luisterperiode” op de terugkeer van deze pulsen. Elke puls duurt ongeveer 0,00000157 seconden met een “luisterperiode” van 0,00099843 seconde. De uitgezonden radiogolven bewegen zich door de atmosfeer met ongeveer de snelheid van het licht. Zodra ze een doel raken, zoals een regendruppel of een sneeuwvlok, worden de radiogolven verstrooid en keert een deel van de energie terug naar de radar. De radar neemt al deze informatie waar tijdens de “luisterperiode”, waarbij dit proces zich tot 1300 keer per seconde herhaalt. Door de tijd te observeren die de radiogolven nodig hebben om de antenne te verlaten, het doel te raken en terug te keren naar de antenne, kan de radar de afstand en richting van het doel berekenen met behulp van het “Doppler-effect” (vandaar de naam Doppler-radar). Bovendien verschaft de teruggestuurde energie die de radar ontvangt informatie over de kenmerken van het doelwit, waaronder grootte, intensiteit en met de nieuwste Dual Polarized radars zelfs neerslagtype.

Het dopplereffect

Door gebruik te maken van het dopplereffect verschaffen dopplerradars informatie over de bewegingen en posities van doelen. Nadat de radar een puls radiogolven heeft uitgezonden, volgt hij de faseverschuiving tussen de uitgezonden radiogolf en de ontvangen echo. Deze faseverschuiving geeft aan of het doel zich rechtstreeks naar de radar toe of van de radar af beweegt, wat de radiale snelheid wordt genoemd. Een positieve faseverschuiving betekent dat het doel zich naar de radar toe beweegt en een negatieve verschuiving betekent dat het doel zich van de radar af beweegt. Het faseverschuivingseffect is vergelijkbaar met de “Doppler-verschuiving” die bij geluidsgolven wordt waargenomen. Als een voorwerp geluidsgolven uitzendt wanneer het een plaats nadert, worden de golven samengedrukt, wat leidt tot een hogere frequentie. Naarmate het voorwerp zich van de plaats verwijdert, worden de geluidsgolven uitgerekt, wat tot een lagere frequentie leidt. Dit wordt vaak ervaren wanneer een hulpverleningsvoertuig met loeiende sirene voorbijrijdt.

Dual-Polarized Radar
De National Weather Service maakt momenteel gebruik van dual-polarization radars voor hun netwerk. Terwijl conventionele radars pulsen in horizontale richting uitzenden en ontvangen, gaan dual-polarisatie radars een stap verder en zenden en ontvangen golven in horizontale en in verticale richting. This provides a more complete picture of targets in the atmosphere, allowing forecasters to differentiate between rain, snow/melting snow, and even hail.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *