Panoramautsikt i konstant høyde

Den utsikten ved konstant høyde (bedre kjent ved sitt navn og akronym i engelsk konstant høyde plan stillingsindikator , Cappi ) er et display som gir et snitt av radardata på en konstant høyde. Den ble utviklet av kanadierne ved McGill University av Stormy Weather Group for å oppnå radarmeteorologi for å lindre visse defekter i PPI , et syn i en høyde som varierer med avstanden, og som er sterkt påvirket av ekkoet av bakken nær radaren. . Vi ser til høyre et eksempel på reflektivitetsdata som vises på en CAPPI. Sistnevnte viser ekko av regn i en høyde på 1,5 km over bakken.

Historie

I 1954 fikk McGill University i Montreal ( Canada ) en ny radar ( CPS-9 ) som tillot bedre dataoppløsning og kunne programmeres til å skanne et stort antall vinkler ved FASE (Fast Azimuth Slow Elevation) -systemet. I 1957, Professor Langleben og Gaherty utviklet et scanning ordning med FASE som tillot høydevinkelen kan varieres, og bare beholde data i en gitt høyde. Faktisk, hvis vi ser på figuren til venstre, får hver vinkel eller PPI data i en høyde X i en viss avstand fra radaren, og dette varierer i henhold til synsvinkelen. Bruk av dataene på riktig avstand for en høyde vinkel resulterer i data i en ring rundt radaren. Ved å sette alle disse ringene sammen får vi en CAPPI.

På den tiden ble dataene samlet inn av et lysfølsomt system som fotograferte katodestrålerøret som radarskanningen ble projisert på. De første CAPPI-ene var derfor en samling av fotografier av ringer som kom fra de forskjellige høydevinklene som ble undersøkt av radaren. Allerede i 1958 utviklet East et system for å montere disse ringene i sanntid snarere enn i ettertid . Fra midten av 1970-tallet gjorde utviklingen av databehandling det mulig å lagre undersøkelsesdataene for alle PPI-er i et minne og å utvikle et behandlingsprogram for å trekke ut CAPPI-dataene.

I dag samler værradarer sanntidsdata fra et stort antall vinkler. Flere land, inkludert Canada, Storbritannia og Australia , undersøker et tilstrekkelig antall høydevinkler for å ha vertikal kontinuitet (gitt strålebredden) og bruker CAPPI. Andre land som samler mindre vinkler, som Frankrike eller USA, foretrekker fortsatt PPI eller en forbindelse med maksimal reflektivitet over et punkt.

Beskrivelse

Når en radar overvåker flere høydevinkler rundt stedet, oppnås et volum med tredimensjonale data. CAPPI er en horisontal del av disse dataene som er nærmest ønsket høyde, det vil si de dristige sikksakklinjene i figuren til venstre.

Høyden på dataene er derfor ikke akkurat i den valgte høyden, men dekker en viss tykkelse. For å ha den mest representative CAPPI, er det derfor nødvendig å ha et stort antall sonderte vinkler som gir bedre oppløsning i vertikal. Dette er tydelig på den delen av CAPPI nær radaren der sikksaken har liten amplitude. Det er forskjellige matematiske algoritmer for å minimere denne effekten på CAPPI ved å bruke et veid gjennomsnitt , avhengig av avstanden, av verdiene som er funnet i vinkelen under ønsket høyde og den ovenfor. Vi kan gjøre dette gjennomsnittet like mye i henhold til den vertikale som den horisontale på hvert punkt på skjermen.

Det skal også bemerkes med figuren av vinklene at vi på 1,5 km ikke lenger har noen vinkler i denne høyden fra 120 km fra radaren. Så den delen av CAPPI som er lenger enn 120 km inneholder faktisk PPI- data for den laveste vinkelen. Jo høyere CAPPI, desto mindre blir denne delen.


Bruk

CAPPI brukes til å vise radarrefleksjoner fra flere mål og utvides horisontalt og vertikalt. Det brukes hovedsakelig i meteorologi for å vise nedbør i en gitt høyde, men det kan også brukes til å spore visse andre fenomener som røyk fra skogbranner , trekkfugler og insekter, etc.

For at en CAPPI skal gi relativt jevne punkt-til-punkt-bilder, krever det data i et stort nok antall vinkler for å unngå hull i den vertikale dekningen. I tillegg er det viktig at datafeltet er fritt for brå endringer med høyden. Dette er grunnen til at det hovedsakelig er reflektivitetsdata som vises på CAPPI.

Dopplerhastighetsdata er generelt mer støyende fordi vindretningen plutselig kan endres innen noen få hundre meter høyde, noe som kan forårsake CAPPI-bilder med bånd hvis kuttet blir gjort rundt høyden på den endringen. Bare McGill University (Montreal, Canada) produserer regelmessig Doppler CAPPI. Noen forskere bruker det imidlertid, blant annet til analyse av sirkulasjon rundt tropiske sykloner og for utvikling av NEXRAD- produkter .

Til slutt er dobbeltpolarisasjonsdata nye og kan også være støyende. Ingen CAPPI-eksempler på disse dataene er kjent, men minst ett radarelektronikkselskap kalt SIGMET har programvare for å gjøre dette.

Merknader og referanser

  1. (i) Frederic Fabry, "  Stormy Weather Group  " , McGill University,2000(åpnet 28. januar 2017 ) .
  2. (in) David Atlas , Radar Meteorology in Boston, American Meteorological Society,1990, 806  s. ( ISBN  978-0-933876-86-6 og 0-933876-86-6 , LCCN  90000133 )
  3. (en) J. Stewart Marshall , "  The Three McGill Observatories  " , McGill University ,1968(åpnet 28. januar 2017 ) .
  4. (i) Frederic Fabry, "  Doppler Velocity 1.5 km  " , Eksempel: Skanner radarerhttp://www.radar.mcgill.ca/ , Observatory radar JS Marshall ,august 2000(åpnet 28. januar 2017 ) .
  5. (i) Paul R. Harasti , Colin J. McAdie , Peter P. Dodge , Wen-Chau Lee , John Tuttle , Shirley T. Murillo og Frank D. Marks Jr. , "  Real-Time Gjennomføring av Single-Doppler Radar Analysis Metoder for tropiske sykloner: Forbedringer av algoritmer og bruk med WSR-88D displaydata  ” , Weather and Forecasting , American Meteorological Society , vol.  19, n o  toApril 2004, s.  219–239 ( DOI  10.1175 / 1520-0434 (2004) 019 <0219: RIOSRA> 2.0.CO; 2 , les online ).
  6. (in) "  CAPPI: Constant Altitude Plan Position Indicator  " , IRIS & Display Produkthåndbok: Konfigurere IRIS-produkterhttp://www.vaisala.com/weather/products/sigmet.html , SIGMET,november 2004(åpnet 9. juni 2009 ) .

Se også

Bibliografi

Relaterte artikler