気象レーダーはどのように機能しますか?
トップリーダーボード制限'>気象レーダーがなければ、私たちは何ができるでしょうか?この偶然の発見は、天気の見方に革命をもたらし、過去 60 年間に数え切れないほどの命を救ってきました。その用途は、小雨がゆっくりとあなたに向かって降り注ぐのを観察することから、数百マイル離れた町を引き裂く竜巻の正確な位置を追跡することまで多岐にわたります。気象レーダーは信じられないほどの技術であり、地図上の色の解釈方法を知っていると、厳しい気象シーズンに入っても安全を保つことができます。
使い方
第二次世界大戦中、前線の部隊は、敵機の接近を追跡するために使用したレーダーが降水も検出し、嵐と飛行機の両方を監視できることを発見しました。戦争が終わった後、気象学者はこの現象を研究し、この技術を私たちが日常的に使用するツールに発展させました。
米国には全国に 120 を超える気象レーダー サイトがあり、地平線に何が起きようとも、私たちを安全に保つために空を常に監視しています。気象レーダーは、大きな白いドームで保護された回転皿で構成されています。この皿は、エネルギーのパルス (レーダー ビーム) を大気中に送り、雨や ha ha haなどの物体を検出します。レーダー ビームが物体に遭遇すると、放射の一部が物体から跳ね返ってレーダー サイトに戻ります。
降水量
2005 年 8 月 29 日にニューオーリンズの東に上陸したハリケーン カトリーナのレーダー画像。 (画像: ギブソン リッジ)リターン ビームの強度とパルスがレーダー ディッシュに戻るのにかかる時間により、降水の量とレーダー サイトからの距離を確認できます。結果のデータは、通常、水色から濃い赤、紫までの虹のスケールを使用して地図上に表示されます。寒色は降水量が少ないことを示し、暖色は降水量が多いことを示します。レーダー画像にオレンジ、赤、紫が一斉に表示されている場合は、通常、激しい雷雨を示しています。
「デュアル偏波」と呼ばれるレーダー技術の最近の開発により、レーダーは 2 つのエネルギー ビームを送信できます。1 つは水平方向、もう 1 つは垂直方向です。このデュアル レーダー ビームにより、大気圏を通過する物体のサイズと形状を見ることができます。これは、雨、あられ、雪、みぞれ、および竜巻の破片などの異物の違いを教えてくれるので重要です。 National Severe Storms Laboratory は、これを「ドップラー レーダー以来、国のレーダー ネットワークに加えられた最も重要な機能強化」と呼んでいます。 (ドップラー レーダーは、以下で説明するように、オブジェクトの速度を検出します。)
二重偏波技術の唯一の欠点は、地球自体が原因です。レーダー ビームがレーダー サイトから遠ざかるにつれて、地球の曲率のために、レーダー ビームは地面から高くなります。ビームがレーダー自体から数十マイル離れたところで、地表から 10,000 フィート以上の高さの降水しか検出できません。地面に近いところで起こっていることを正確に読み取るには高すぎます。
速度
2011 年 4 月 27 日のタスカルーサ - バーミンガム竜巻の並べて表示。左側のパネルは竜巻自体の中にある破片のボールを含む降水量を示し、右側のパネルは嵐の中の風を示しています。 (画像: ギブソンリッジ)おそらく気象レーダーの最も重要な機能は、ドップラー効果の使用です。これにより、レーダーは、雨が特定の方向に移動する速さを検出することができます。つまり、風を表示します。 National Weather Service は 1980 年代にこれを使用し始め、雷雨の中で発生する有害な突風や竜巻を観察できるようにしました。
テレビでの荒天の報道では、気象学者や視聴者が激しい雷雨の中で竜巻が発生する可能性が最も高い場所を把握するのに役立つように、速度画像を使用することがよくあります。速度画像は通常、赤と緑の色で構成されます。赤い色は通常、風の移動を示します離れてレーダー サイトから、緑は風の移動を示していますに向かってレーダーサイト。
雷雨の中で赤と緑の色が非常に接近している場合、これは回転連句と呼ばれ、竜巻が最も発生しやすい場所です。上のレーダー画像の右側のパネルにあるカプレットは、2011 年 4 月 27 日にアラバマ州タスカルーサとバーミンガムを襲った激しい EF-4 竜巻の周りを渦巻く風を示しています。
カラーの向こう側の漫画
降水量のない返品
レーダーは降水量の発見に役立つだけではありません。このテクノロジーを使用して、竜巻の破片を見つけることもできます。これは、大雨や日照不足のために竜巻が発生しなかった場合に、竜巻を確認するための信じられないほどの事前通知として機能します。レーダーは、野火からの煙の煙、昆虫の群れ、鳥の群れ、正面の境界線 (寒冷前線や海風など)、さらにはスペースシャトルの崩壊のような悲劇さえも発見できます。コロンビア2003年にテキサス上空。
レーダーは気象学の至る所にある機能になっており、永遠に存在していたかのように感じます。これは進化し続けるテクノロジーであり、まだ予測できない将来のアプリケーションを備えていることを忘れないでください。
