SimRadar:En polarimetrisk radarsimulator i tidsserier til undersøgelser af tornadisk affald

Et forskerhold fra University of Oklahoma med Advanced Radar Research Center har udviklet den første numeriske polarimetriske radarsimulator til at studere og karakterisere spredningsmekanismer for snavspartikler i tornadoer. Karakterisering af affaldsfeltet i en tornado er afgørende, da flyvende affald forårsager de fleste dødsfald i tornado. Tornadoresteregenskaber er dårligt forstået, selvom opgraderingen af ​​landets radarnetværk til dobbeltpolarimetrisk radar tilbyder potentielt værdifulde muligheder for at forbedre tornadoadvarsler og nucasting.

"Disse resultater er vigtige for operationelle vejrudsigter og beredskabsledere, "siger Nick Anderson, programdirektør i National Science Foundation Division of Atmospheric and Geospace Sciences, som finansierede forskningen. "En forbedret forståelse af, hvad vejrradarer fortæller os om tornadoaffald, kan hjælpe med at give mere nøjagtige tornadoadvarsler, og hurtigt sende nødpersonale til berørte områder. "

"Med denne simulator, vi kan meget detaljeret forklare det operationelle vejrsamfund det tornadiske ekko fra den polarimetriske radar, "sagde Robert Palmer, ARRC administrerende direktør. "Signalet, der modtages af den dobbelte polarimetriske radar, er ikke let forståeligt, fordi regn blandes med vragresterne. Den viden, vi får fra denne undersøgelse, vil forbedre tornado-detektion og nær estimering af skader i realtid."

Talrige kontrollerede anekoiske kammermålinger af tornadisk affald blev udført på Radar Innovations Laboratory på OU Research Campus for at bestemme spredningskarakteristika for flere affaldstyper - blade, helvedesild og brædder. Palmer, D.J. Bodine, B.L. Chong, C.J. Fulton og S.M. Torres, centrum, og OU Schools of Electrical and Computer Engineering and Meteorology, udviklet simulatoren til at give sammenligninger af faktiske polarimetriske radarmålinger.

Inden denne undersøgelse, der var mange ubesvarede spørgsmål i forbindelse med spredning af tornadoerester, såsom at vide, hvordan størrelsen, koncentration og form af forskellige affaldstyper påvirker polarimetriske variabler. Hvordan radaren identificerer affaldet er lige så vigtigt. Orientering af affald gør en forskel såvel som hvordan affaldet falder gennem atmosfæren. Samlet set, forståelse af affaldsspredningskarakteristika hjælper med at opdage forholdet mellem affaldskarakteristika, såsom lofting og centrifugering, og tornadodynamik.

OU -teammedlemmer var ansvarlige for forskellige aspekter af denne undersøgelse. Koordinering af skadeundersøgelser og indsamling af snavsprøver blev ledet af Bodine. Feltforsøg blev designet af teammedlemmer i samarbejde med Howard Bluestein, OU School of Meteorology. Elektromagnetiske simuleringer og anekoiske kammerforsøg blev ledet af Fulton. Signalbehandlingsalgoritmerne blev udviklet af Torres og hans team. Cheong ledede teamet til udvikling af simulationer.