38
reflektivite dual polarizasyon özelliğine sahip radarlardan elde edilebilen bir parametredir.
Diferansiyel reflektivite aĢağıdaki formül yardımıyla hesaplanabilir:
Z
DR
: Diferansiyel reflektivite (dB).
Z
H
: Yatay polarizasyonda elde edilen reflektivite.
Z
V
: DüĢey polarizasyonda elde edilen reflektivite.
Sağanak yağıĢlarda Z
DR
değeri daima pozitiftir ve 0 ile 4 dB aralığında değiĢir.
Bununla birlikte dolu fırtınası durumlarında Z
DR
değeri 0 dB’e olur, Z
H
ise sağanak yağıĢa
oranla daha büyük değer alır. Colorado’daki önemli bir dolu fırtınası durumunda Aydın ve
arkadaĢları 1986 yılında Z
H
ve Z
V
değerlerini kullanarak dolu sinyali (hail signal, H
DR
)
değerini türetmiĢlerdir. Bu değer günümüzde dula polarizasyonlu radarlarda dolu tahmin
çalıĢmalarında kullanılmaktadır.
Constant Altitude Plan Position Indicator (CAPPI) Metodu
CAPPI, atmosferdeki sabit seviyelerdeki yatay düzlem reflektivite değerlerini içeren
bir radar ürünüdür. Saçılmadan dolayı radarın kurulu olduğu bölgelerde ve radardan uzak
bölgelerde CAPPI ürünleri elde edilemez. Böyle durumlarda, radardan uzak ve radara yakın
bölgelerdeki reflektivite değerleri yüksekliğe bağlı olarak tamamlanır. Bu tamamlanan
değerlere Pseudo CAPPI değerleri adı verilir. Genellikle Pseudo CAPPI deniz seviyesinden
itibaren 800 metre üzerinden hesaplanabilir. Bu yükseklik ihtiyaçlara göre değiĢim
gösterebilir.
Saçılmaya uğrayan parçacıkların çapının (D
i
) radarın radyasyonunun dalga boyundan
oldukça küçük olduğu farz edildiği durumlarda Rayleigh saçılması kuralı geçerli olacaktır. Bu
durumda radar reflektivitesi Z Ģu Ģekilde yazılacaktır:
Formüldeki n
i
, D
i
çapına sahip olan parçacıkların birim hacimdeki sayısıdır. Formülden
anlaĢılacağı gibi radar reflektivitesi saçılan parçacıkların çapının artması durumunda çarpıcı
bir biçimde artacaktır. Örneğin çapı 10 mm’yi geçen dolu ve çapı 6.5 mm’yi geçen yağmur
39
damlası durumlarında radar reflektivitesi önemli ölçüde artacaktır. Auer 1994 yılında dolu
üretiminin olduğu bir oraj durumunda 54 dBZ olarak tespit etmiĢtir. Mason 1971 yılında
CAPPI ürünleri için dolu eĢik değerini 55 dBZ olarak belirlemiĢtir.
Tablo 7. Radar reflektivite değerleri ve saatlik yağıĢ Ģiddeti
Yukarıdaki tablodan görülebileceği üzere 54 dBZ değeribe karĢılık gelen yağıĢ Ģiddeti
87 mm/h’dir.
Maksimum Reflektivite Metodu
Gematronik radarlarda kullanılan Rainbow yazılımı dolu için CAPPI metoduna benzer
bir algoritma kullanmıĢtır. Algoritmada, sabit yüksekliklerden elde edilen reflektivite
değerleri yerine, kullanılan maksimum ve minimum yükseklikler arasında elde edilen
maksimum reflektivite değerleri kullanılmıĢtır.
ġekil 13. Reflektivite ve Bulut Tepe Sıcaklığı
40
ġekil 13’te dolu (Y) ve yağmur (N) dağılımı aĢağı seviye CAPPI reflektivite
değerlerinin ve konvektif bulut tepe sıcaklığının bir fonksiyonu olarak görülebilmektedir.
ġekilde kalın çizgiyle çizilmiĢ olan hat üzerinde yağmur ve dolu tanecikleri biri birinden
ayrılmaktadır.
Auer Metodu
Auer 1994 yılında radarlar aracılığıyla dolu tespit edilmesi çalıĢmalarında radar
reflektivite ürünleriyle alçak irtifada yer alan bulutların tepe sıcaklıklarını kullanmıĢtır.
Bulutların tepe sıcaklığı uydular kullanılarak tespit edilebilir. Söz konusu çalıĢmasından sonra
Auer ġekil 13’teki grafiği (nomogram, çözümleme grafiği) ortaya koymuĢtur. Grafik Ģiddetli
yağmur ve dolu içerikli olarak hazırlanmıĢtır. Yeni Zellanda’da 100’ün üzerinde Ģiddetli
yağmur ve dolu hadisesi dikkate alınarak grafik hazırlanmıĢtır. Grafik incelendiğinde Ģiddetli
yağmur ve dolu hadisesi arasındaki farkın bulut tepe sıcaklığı ve reflektiviteye bağlı olarak
belirgin bir Ģekilde ortaya konulduğu görülebilir. Hardaker ve Auer 1994 yılındaki
çalıĢmalarından sonra, dolu ihbarı için kullanılan CAPPI reflektivite eĢik değerini (Z
Th
) bulut
tepe sıcaklığını (T
top
) kullanarak aĢağıdaki denklemle ifade etmiĢlerdir.
ġekil 13’teki grafik yukarıdaki eĢitlikle yakından ilgilidir. Dolu oluĢumu
için en uygun
reflektivite değerleri 36 ve 53 dBZ arasında değiĢmektedir. Bununla birlikte bulut tepe
sıcaklığı -11 ile -55
0
C arasındadır. Auer’in geliĢtirmiĢ olduğu bu metot Yeni Zellanda’da
operasyonel olarak kullanılmaktadır. Metotla ilgili yapılan verfikasyon çalıĢmaları oldukça
iyidir ve metodun sıradan bir metot olmadığını açık bir Ģekilde ortaya koymuĢtur. Auer bu
çalıĢmasının devamında dolu çapının tahmin edilmesi yöntemiyle de uğraĢmıĢtır. Bu
çalıĢmasında Auer dolu ve Ģiddetli yağmurun biri birinden ayrılmasında toplam reflektivite
sinyallerinin bariz bir Ģekilde rol oynadığı sonucuna varmıĢtır. Dolayısıyla bulut tepe
sıcaklığı, radar toplam reflektivite ürünleri kullanılarak hem yağıĢın dolu ve yağmur
bağlamında tipi hem de Tablo 7’den anlaĢılabileceği üzere miktarı tespit edilebilir.