Інтерпретація швидкостей радіолокації по ефекту Допплера - приклади швидкості зсуву вітру

Для того, щоб зрозуміти Допплерівську радіальну швидкість, спочатку необхідно розглянути геометрію сканування радара. Звичайно радіолокаційний промінь посилається під кутом підйому більшим, ніж нуль. Тому промінь, у міру віддалення від радара, піднімається усе вище і вище над поверхнею землі. Через цю геометрію, радіолокаційні сигнали, відбиті від об'єктів поблизу радара представляють область вітрів низького рівня, а відбиті сигнали від віддалених об'єктів - область вітрів високих рівнів.

На радіолокаційному дисплеї PPI відстань від радара (у центрі дисплея) являє собою як зміна відстані по горизонталі, так і по вертикалі. Щоб визначити область вітру в конкретній точці підйому над радаром, він повинний вивчити радіальні швидкості в кільці з фіксованим радіусом, рівним відстані від радара. Точка підйому, представлена конкретним кільцем, залежить від кута підйому радіолокаційного променя. На прикладах нижче зображені ідеалізовані зразки Допплерівських радіальних швидкостей, створені за допомогою комп'ютерів, що приймають тільки вертикальні компоненти вітрів. Ці спрощені зразки радіальних швидкостей допомагають розуміти більш складні зразки, що зв'язуються з грозовими рухами. Зразки Допплерівських швидкостей (праворуч) відповідають вертикальним профілям вітрів (ліворуч), де зубці вітру указують швидкість вітру і напрямок від землі аж до 24,000 футів. Негативні Допплерівські швидкості (синій і зелений кольори на діаграмі) означають рух у напрямку до радара, а позитивні (жовтий і червоний кольори) - геть від нього. Положення радара - у центрі дисплея.
Для цього, першого, прикладу напрямок вітру не міняється з висотою, але спостерігається збільшення швидкості вітру від 20 вузлів уздовж поверхні землі до 40 вузлів на висоті 24,000 футів. Що стосується радіальної швидкості, то можна помітити, що максимум швидкості, що відповідає рухові в напрямку до радара, - західна точка діаграми, а максимум швидкості, що відповідає рухові від радара, - східна точка діаграми, у той час як на півночі і півдні радар реєструє нульову радіальну швидкість. Справа в тім, що вітри виявляються перпендикулярними радіолокаційному променеві, коли ми дивимося на північ або південь.

На другому прикладі, вітри підсилюються від 20 до 40 вузлів між 0 і 12,000 футами, а потім швидкість вітру знову зменшується до 20 вузлів на 24,000 футах. Напрямок вітру знову є константою. Максимум швидкості приходиться на рівень 12,000 футів, що ми і спостерігаємо на радіолокаційному дисплеї.
На третьому прикладі ми бачимо область вітру, напрямок якого змінюється з півночі на південь, але швидкість не змінюється з висотою. Тепер лінія, що характеризує нульову радіальну швидкість, згинається так, щоб вона скрізь була перпендикулярна області вітру. Максимальні радіальні швидкості спостерігаються там, де радіолокаційний промінь указує на напрямок руху вітру або напрямок, прямо йому протилежний.

На четвертому прикладі ми бачимо той же ефект із тією лише різницею, що потік вітру є не розбіжним, як у попередньому випадку.