بررسی اثر کلاتر زمین در بروز بازتابندگی کاذب در تولیدات رادار هواشناسی گیلان

بررسی تولیدات رادار هواشناسی گیلان (PPI و SRI) در بازه زمانی پاییز و زمستان 1393 نشان دهنده وجود نوعی خطا در این داده ها است که به صورت گسترده ای موجب بروز بازتابندگی کاذب در آنها شده است، تا آنجا که میانگین روزانه بازتابندگی کاذب در محل ایستگاه هواشناسی لاهیجان به dBZ 47 می رسد. در پژوهش حاضر نقش کلاتر زمین در بروز بازتابندگی کاذب در این سامانه راداری مورد بررسی قرار گرفت. روش مورد استفاده برای این کار مطالعه همپوشانی نقشه انسداد پرتو رادار و نقشه میانگین بازتابندگی کاذب به ازای تغییر در زاویه ارتفاع آنتن رادار است. نتایج نشان داد که کلاتر زمین عامل اصلی بروز بازتابندگی کاذب در 34/75% از پیکسل های تصویر است. همچنین مقدار واقعی زاویه ارتفاع آنتن رادار با مقایسه میانگین فاصله پیکسل های حاوی انسداد پرتو و پیکسل های حاوی بازتابندگی کاذب از محل نصب رادار برابر با °20/0- تعیین شد. در نظر گرفتن بازه های مکانی دونات شکل با شعاع 5 کیلومتر حول آنتن رادار و نحوه استفاده از آن برای تعیین مقدار واقعی زاویه ارتفاع آنتن از جمله نوآوری های صورت گرفته در این پژوهش است. در ادامه، با توجه به ضرورت وجود معیاری برای قضاوت راجع به میزان اثر بخشی اقدامات صورت گرفته برای تضعیف خطای کلاتر زمین در محصولات رادار هواشناسی گیلان، روشی بر مبنای همبستگی میان ارتفاع بارش 24 ساعته راداری و مقادیر متناظر ایستگاهی آن توسعه یافته است که می توان به کمک آن بیشینه خطای قابل چشم پوشی کلاتر زمین را، با استفاده از رابطه به دست آورد. مقادیر عددی حاصل از این روش بر حسب dBZ در ایستگاه های رشت (فرودگاه)، رشت (کشاورزی)، بندر انزلی، تالش، لاهیجان، جیرنده، ماسوله، دیلمان و منجیل به ترتیب برابر با 748/3-، 638/1-، 074/6-، 952/14، 611/3-، 482/1-، 466/12، 872/4 و 852/6 محاسبه شد. همچنین مقدار dBZ 536/9 برای کل ایستگاه ها به صورت توامان به دست آمد که با توجه به پراکندگی ایستگاه های مورد مطالعه می تواند به کل تصویر رادار تعمیم یابد. نتایج نشان می دهد که با وجود قابل توجه بودن میانگین خطای کلاتر در روز های خشک (بدون بارندگی)، همبستگی نزدیکی بین ارتفاع بارش 24 ساعته راداری و مقادیر متناظر ایستگاهی آن وجود دارد، به گونه ای که ضریب این همبستگی در 7 ایستگاه رشت (فرودگاه)، رشت (کشاورزی)، بندر انزلی، لاهیجان، جیرنده، دیلمان و منجیل در سطح 1% معنی دار است و در دو ایستگاه تالش و ماسوله نیز مقادیر بالایی برای ضریب همبستگی به دست آمده است. بنابر این می توان نتیجه گرفت که وجود کلاتر در تولیدات رادار هواشناسی گیلان در تاریخ های مورد بررسی منعی بر قابلیت کاربرد و پژوهش بر این داده ها ایجاد نمی کند، هر چند استفاده از آنها نیازمند به دقتی مضاعف است.