1 dolu, tahmġNĠ, analġZĠ ve dolu durumu yüksek atmosfer klġmatolojġSĠ

 

41 



 

NEXRAD Dolu Belirleme Algoritması (Hail Detection Algorithm, HDA) 

 

   

ABD’inde  halihazırda  kullanımda  olan  WSR-88D  radar  Ģebekesi  NEXRAD  projesi 

kapsamında pek çok dolu belirleme algoritması  geliĢtirilmiĢ ve test edilmiĢtir.  Kessinger ve 

arkadaĢları 1995 yılında NEXRAD algoritmasıyla diğer farklı dolu belirleme algoritmalarını 

karĢılaĢtırmıĢlardır. ġekil 14’te farklı dolu belirleme algoritması Ģematik olarak gösterilmiĢtir.  

ġekil 14. NEXRAD Kapsamında Farklı Dolu Algoritmaları 

(Eski NEXRAD HDA karakteristik özellikleri olan bir algoritmaydı. Fırtına durumundaki 

reflektiviteyi ve bu reflektivitenin bulut içerisindeki dağılımını ve ağırlıklı ortalamasını  

dikkate  almaktaydı.  Yeni  NEXRAD HDA’da donma seviyesi ile 45 dBZ reflektivite değerinin 

görüldüğü maksimum yükseklik arasındaki tabakanın kalınlığı hesaplanmaktadır. Bununla 

birlikte mümkün olabilecek tabaka kalınlığı değerleri de olasılık yöntemiyle tahmin 

edilebilmektedir. Algoritmada dolu gerçekleşme ihtimali Şiddetli Dolu İndeksi (Severe Hail 

Index, SHI) kullanılmak suretiyle hesaplanmaktadır. SHI, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak 

elde edilen dolu kinetik enerjisinin düşey integrasyonunun ve reflektivite değerlerinin bir 

fonksiyonudur. SHI hesaplamasına ileriki konularda değinilmiştir) 

 

 

 ġekil 14’te en solda gösterilen NEXRAD HDA ilk, orijinal versiyondur, Petrocchi ve 

arkadaĢları tarafından geliĢtirilmiĢtir. Algoritma yedi farklı dolu indikatörünün kombinasyonu 

Ģeklindedir.  En  önemli  indikatörler,  fırtına  içerisindeki  çekirdekte  radar  reflektivite 

değerlerinin 50 dBZ ve daha yüksek olması, söz konusu bu reflektivite değerlerinin görüldüğü 

yüksekliğin  5  ile  12  km  yükseklikleri  arasında  olması  ve  en  yüksek  radar  ekosunun 

yüksekliğinin (echotop)  8 kilometreden daha  yüksek olmasıdır. Bununla birlikte ġekil 14’te 

görüleceği  üzere orta seviyedeki  fırtına içerisindeki eko çıkıntısı  (overhang) 4 km  civarında 

---

 

42 

olmalıdır.  Bunlara  benzer  diğer  toplam  yedi  adet  dolu  indikatörü  kullanılarak  dolu  indeksi 

hesaplanır.  Dolu  indeksi  sonucunda  dolunun  olup  olmayacağı  indeks  sınır  değerlerinden 

anlaĢılmaktadır. Günümüzde NEXRAD HDA’nın geliĢtirilmesine devam edilmektedir. 1998 

yılında  Witt  ve  arkadaĢları  algoritmaya  dolu  olasılık  modülünü  eklemiĢlerdir.  NEXRAD 

HDA  günümüzde  kullanıĢlı  oldukça  doğru  sonuçlar  veren  kaliteli  bir  algoritmadır.  ġekil 

14’teki  orta  kısımda  görülen  yeni  dolu  belirleme  algoritması  Waldvogel  ve  arkadaĢlarının 

1979’da  yaptıkları  çalıĢmaları  temel  almıĢtır.  Waldvogel  ve  arkadaĢları  çalıĢmalarında  dolu 

belirleme  iĢlemleri  için  45  dBZ  reflektivite  değerinin  gerçekleĢtiği  maksimum  yüksekliği 

(H

Z45

)  kullanmıĢlardır.  Ayrıca  H

Z45 

  ile    donma    seviyesi  (H

T0

)  arasındaki  iliĢkiden 

yararlanmıĢlardır.  ġekil  15’te    (H

Z45 

-  H

T0

)  fark  parametresinin  dolu  ve  yağmur  hücresi 

durumundaki değerlerinin olasılık frekans dağılım grafiği görülmektedir.             

 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ġekil 15. (H

Z45 

- H

T0

) Fark Parametresinin Dolu ve Yağmur Hücresi Durumu 

 

 

ġekil  15’ten  anlaĢılacağı  gibi  45  dBZ  reflektivite  değerlerinin  donma  seviyesinin 

üzerinde  1.4  km  veya  daha  fazla  uzanması  durumunda  dolu  ihtimali  kuvvetlenmektedir. 

Bununla  birlikte  fırtına  hücresindeki  reflektivite  değerleri  ve  bu  değerlerin  45  dBZ’in 

üzerinde olması dolu ihtimalini kuvvetlendirmektedir. Özetle Waldvogel çalıĢmasında fırtına 

çekirdeğindeki kuvvetli reflektivite (45 dBZ ve üzeri) değerlerinin donma seviyesi üzerindeki 

pozisyonunu  hesaplamıĢtır.  Bu  değer  aynı  zamanda  donma  seviyesi  üzerindeki  kuvvetli 

yukarı  doğru  olan  hava  hareketlerinin  de  bir  göstergesidir.  donma  seviyesi  sayısal  hava 

tahmin  ürünlerinden  birisidir.  Bu  algoritma  radar  ve  sayısal  hava  tahmin  ürünlerinin  bir 

---

 

43 

kombinasyonu  olarak  değerlendirilebilir.  Günümüzde  halihazırda  kullanılmakta  olan 

NEXRAD  HDA’ında  45  dBZ  değerinin  görüldüğü  maksimum  yükseklik  değerinin  donma 

seviyesi üzerindeki  yüksekliği ġekil 16’da görülen dolu olasılık grafiğinde kullanılmaktadır. 

Örneğin H

Z45 

- H

T0

 değerinin 1.6 km olması % 10 ihtimalle dolunun yağacağını 6 km olması 

da % 100 ihtimalle dolunun olacağını göstermektedir.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ġekil 16. H

Z45 

- H

T0

 Değeri ve Dolu Olasılığı ĠliĢkisi   

 



 

NEXRAD ġiddetli Dolu Belirleme Algoritması 

 

   

NEXRAD  dolu  belirleme  algoritması  Witt  ve  arkadaĢları  tarafından  1998  yılında 

geliĢtirilmiĢtir.  Algoritmanın  önemli  bir  parçası  dolu  yağıĢı  olasılığı  üzerine  kurulmuĢtur. 

Dolu yağıĢı olasılığı, dolu tanelerinin kinetik enerji akısı (Ė) ile Waldvogel ve arkadaĢlarının 

1978  yılında  yaptıkları  çalıĢmadan  sonra  ortaya  koydukları  reflektivite  (Z)  değerlerinden 

hesaplanmaktadır. Waldvogel  ve  arkadaĢları,  1978  yılında, dolu  çapı  için altı  farklı bölgede 

dört  adet  Ģiddetli  dolu  yağıĢı  üzerinde  çalıĢmıĢlar  ve  toplam  175  farklı  dolu  tanesi  çapının 

olduğunu  tespit  etmiĢlerdir.  ġekil  17’de  Ė  ve  Z’ye  bağlı  olarak  ölçülmüĢ  dolu  çapı 

değerlerinin karĢılaĢtırmalı grafiği yer almaktadır. Grafik sonucunda, dolu tanelerinin kinetik 

enerji  akısı  (Ė,  birimi  J/m

2

s),  ve  reflektivite  Z  (birimi  mm

6

/m

3

)  arasındaki  iliĢki  aĢağıdaki 

formüldeki gibidir: 

 

---