Polarimetrik (Dual Polarizasyon Özellikli) Radarlar

Radarlar genelde tek polarizasyonda (genellikle yatay (horizontal)) elektromagnetik dalga gönderir ve alırlar. Polarimetrik olmayan radarlar yatay polarizasyonludur. Elektromanyetik dalganın gönderilmesi işi sürekli olarak hem yatayda ve hem düşeyde (vertical) yapılıyorsa bu radarlara Polarimetrik Radarlar denir.

Radar dual polarizasyon modunda çalıştırıldığında, hedefin birbiri ardı sıra hem yatay hem de dikey kesitinin taranmasıyla hedefin şekli hakkında ek bilgi alınır. Bu özellikle dolu yağışının tespitinde önemlidir. Elmadağ radarı dual polarizasyon özelliğine sahip bir radardır.

Geçtiğimiz 50 yılda, yağış miktarı R, yalnızca radar reflektivitesi (Z) kullanılarak hesaplanmıştır. En genel Z-R bağıntısı olan Z = åND6 ve R » ND3,7 bağıntıları kullanılarak elde edilen Z = 200R1,6 formülü yardımıyla hesaplanan yağış miktarlarına baktığımızda anlık yağış miktarı için yaklaşık iki kat hata yapıldığı tespit edilmiştir. Bu yüzden yağmur ölçerler (raingauge) kullanılarak gerçek zamanlı yağış miktarı ölçümleriyle bu değerler optimize edilmeye çalışılmıştır. Fakat son yıllardaki çalışmalar, yağış miktarı ölçümlerinde yapılan hataların yalnızca yağmur büyüklük dağılımları (N(D))’ndan kaynaklanmadığını ortaya çıkarmıştır. Çok parametre teknikleri bu hataları minimize etmek için geliştirilmekte ve hala üzerinde çalışılmakta olan tekniklerdir. Yağış miktarının ölçümü üzerinde ciddi hatalara sebep olan faktörler ise şöyle sıralanabilir:

Polarizasyon Parametreleri ve Uygulamaları

Polarimetrik radarlar, yatay ve düşeyde polarize elektromagnetik dalgalar üreterek, yataydaki ZH ve düşeydeki ZV reflektivite değerlerini ölçerler. Eğer radarda çapraz polarizasyon alıcı kanalı (cross-polar receiver channel) mevcutsa kutup tesiri ZHV de ölçülebilir. Dual polarizasyon özellikli radarlar STAR (Simultaneous Transmitting and Receiving- Eş Zamanlı Gönderim ve Alım) modunda LDR ürünü hariç tüm dual polarizasyon ürünlerini aynı anda alabilirler. Radarlar istenildiğinde LDR parametresi ölçülebilecek şekilde de çalıştırılabilir.

Genel olarak polarimetrik radar parametreleri şunlardır:

• Yatay polarizasyon Reflektivitesi (Horizontal Reflectivity - ZH)
• Düşey polarizasyon Reflektivitesi (Vertical Reflectivity - ZV)
• Diferansiyel Reflektivite (Differential Reflectivity - ZDR)
• Radyal Hız (Radial Velocity – V)
• Spektral Genişlik (Spectral Width - W)
• Yağış Miktarı (Rainfall - R)
• Polarimetrik-Korelasyon Katsayısı (Polarimetric-Correlation Coefficient ρHV)
• Diferansiyel Faz Farkı (Differential Phase Shift - ØDP)
• Özel Diferansiyel Faz (Specific Differential Phase - KDP)
• Lineer Depolarizasyon Oranı (Linear Depolarization Ratio - LDR)

Polarimetrik radar parametrelerini kullanan, Bulanık Mantık (Fuzzy Logic) ve/veya Yapay Sinir Ağları (Artificial Neural Network) temeline dayalı hidrometeor sınıflandırma algoritmaları ile yağış tiplerini biribirinden ayırmak ve hidrometeor sınıflandırmasını yapmak mümkündür.

Aşağıdaki çizelge bazı dual polarizasyon parametrelerinin değerlerine göre belirlenen yağış tiplerini vermektedir: