Meteorologický radar

Meteorologický radar vysiela krátke mikrovlnné impulzy a otáča anténou dookola v niekoľkých výškových uhloch. Keď impulz narazí na kvapky, snehové vločky alebo krúpy, časť energie sa odrazí späť. Z času, za ktorý sa ozvena vráti, radar vypočíta vzdialenosť zrážok, zo sily ozveny ich intenzitu. Táto sila sa vyjadruje ako radarová odrazivosť v dBZ a práve ju ukazujú farby na radarovej mape. Celý obeh trvá pár minút, takže nová snímka vzniká každých 5 minút.

Čo radar nevidí

Radar nevidí dážď pri zemi, ale kvapky vo výške lúča. Lúč sa šíri priamo, zatiaľ čo Zem sa pod ním zakrivuje, takže sa s rastúcou vzdialenosťou od radaru dostáva stále vyššie. Vo vzdialenosti okolo 200 km je už stred lúča niekoľko kilometrov nad zemou a slabé zrážky z nízkej oblačnosti pod ním uniknú. Opačný problém je pri silných zrážkach: lúč sa v nich utlmí a to, čo leží za búrkou, radar vidí slabšie, než v skutočnosti je.

V horách lúč blokujú hrebene a za nimi vzniká tieň, kde radar nevidí nič. Preto sa snímky z niekoľkých radarov skladajú do takzvaného kompozitu, v ktorom výpadky jedného dopĺňa druhý. Dosahy radarov jednej krajiny sa prekrývajú a kompozit navyše využíva aj dáta zo susedných krajín, takže je súvislý cez hranice.

Dopplerovské meranie

Moderný meteorologický radar nemeria len silu ozveny, ale aj to, ako sa zrážky pohybujú. Využíva na to Dopplerov jav, rovnaký, aký počuť pri okoloidúcej sanitke: zvuk sirény je vyšší, keď sa blíži, a hlbší, keď sa vzďaľuje. Pri radare sa podobne nepatrne posunie vlna odrazená od kvapiek, ktoré letia k radaru alebo od neho. Z tohto posunu radar vypočíta takzvanú radiálnu rýchlosť, teda ako rýchlo sa zrážky približujú alebo vzďaľujú. Pohyb naprieč lúčom sa týmto spôsobom zmerať nedá, radar vidí vždy len tú časť rýchlosti, ktorá smeruje priamo k nemu alebo od neho.

Na mapách radiálnej rýchlosti sa obvykle označuje pohyb k radaru inou farbou ako pohyb od radaru. Veľmi rýchly pohyb navyše môže prekročiť hranicu, ktorú radar pri danej frekvencii impulzov dokáže zmerať jednoznačne, a hodnota sa potom „preloží“ na opačnú stranu stupnice. Dáta sa preto pred použitím automaticky opravujú. Na čo sa rýchlosť hodí:

• rotácia v búrke: keď tesne vedľa seba leží silný pohyb k radaru a silný pohyb od neho, búrka rotuje. Takto sa odhaľuje mezocyklóna v supercele a niekedy aj zárodok tornáda,
• nárazy vetra: prúdenie, ktoré sa pri zemi prudko rozbieha do strán, prezradí prepad studeného vzduchu z búrky a húľavu,
• vietor vo výškach: z rýchlostí meraných dookola okolo radaru sa dá vypočítať, ako fúka vietor v rôznych výškach nad ním, a tieto údaje vstupujú aj do predpovedných modelov,
• čistenie dát: kopce, budovy a stožiare sa nehýbu, takže majú nulovú rýchlosť a dajú sa z obrazu zrážok odfiltrovať.

Dvojitá polarizácia

Novšie radary vysielajú impulzy súčasne v dvoch rovinách, vodorovnej a zvislej. Porovnaním oboch oziev zistia, aký tvar majú častice, od ktorých sa vlna odrazila. Veľké dažďové kvapky nie sú guľaté, ale pri páde sa sploštia, takže vo vodorovnej rovine odrážajú viac ako vo zvislej. Krúpy padajú nepravidelne a odraz je pri nich v oboch rovinách podobný, snehové vločky zase odrážajú slabo a rozptýlene. Vďaka tomu radar lepšie rozlíši dážď, sneh a krúpy, presnejšie odhadne intenzitu zrážok a ľahšie rozpozná ozveny, ktoré so zrážkami nemajú nič spoločné, napríklad od vtákov alebo hmyzu.

Rýchlosti a polarimetrické veličiny slúžia hlavne meteorológom pri hodnotení búrok a na spresnenie samotného obrazu zrážok.

Falošné ozveny

Radar občas ukáže aj to, čo nie je dážď. Odraz dávajú kŕdle vtákov a roje hmyzu, hlavne na jar a počas teplých večerov, ďalej veterné elektrárne a v pokojnom počasí aj terén. Pri teplotnej inverzii sa lúč ohýba k zemi a radar potom zachytí odraz od kopcov alebo budov ďaleko od seba. Takéto ozveny sa automaticky filtrujú, ale úplne sa odstrániť nedajú, a preto sa na mape občas objaví škvrna, ktorá sa nehýbe ako skutočné zrážky. Pevné ciele prezradí hlavne dopplerovské meranie, pretože majú nulovú rýchlosť, vtáky a hmyz zase dvojitá polarizácia, pretože ich ozvena má iný tvar ako ozvena kvapiek. Najhoršie sa odfiltrujú veterné elektrárne, ktorých lopatky sa točia, a radar ich preto vidí ako pohyblivý cieľ.

Radar na tomto webe

Na stránke zrážkového radaru ukazujeme Slovensko a väčšinu ostatných krajín z európskeho kompozitu OPERA, ktorý je menej podrobný, zato súvislý cez celú Európu, a novú snímku má každých 15 minút. Nemecko je z podrobnejšieho národného kompozitu DWD. DWD dodáva obrázok odrazivosti, OPERA posiela rovno odhad intenzity zrážok. Z posledných snímok navyše počítame krátku extrapoláciu, teda posun zrážok v smere, ktorým sa pohybovali. Nie je to predpoveď, bunky v nej nerastú ani nezanikajú, a čím ďalej dopredu, tým menej platí.