بررسی اثر کلاتر زمین در بروز بازتابندگی کاذب در تولیدات رادار هواشناسی گیلان

بررسی تولیدات رادار هواشناسی گیلان (PPI و SRI) در بازه‌ زمانی پاییز و زمستان 1393 نشان‌دهنده وجود نوعی خطا در این داده‌ها است که به‌صورت گسترده‌ای موجب بروز بازتابندگی کاذب در آنها شده است، تا آنجا که میانگین روزانه بازتابندگی کاذب در محل ایستگاه هواشناسی لاهیجان به dBZ 47 می‌رسد. در پژوهش حاضر نقش کلاتر زمین در بروز بازتابندگی کاذب در این سامانه راداری مورد بررسی قرار گرفت. روش مورد استفاده برای این‌کار مطالعه‌ همپوشانی نقشه انسداد پرتو رادار و نقشه میانگین بازتابندگی کاذب به‌ازای تغییر در زاویه ارتفاع آنتن رادار است. نتایج نشان داد که کلاتر زمین عامل اصلی بروز بازتابندگی کاذب در 34/75% از پیکسل‌های تصویر است. همچنین مقدار واقعی زاویه ارتفاع آنتن رادار با مقایسه‌ میانگین فاصله پیکسل‌های حاوی انسداد پرتو و پیکسل‌های حاوی بازتابندگی کاذب از محل نصب رادار برابر با °20/0-  تعیین شد. در نظر گرفتن بازه‌های مکانی دونات‌شکل با شعاع 5 کیلومتر حول آنتن رادار و نحوه‌ استفاده از آن برای تعیین مقدار واقعی زاویه ارتفاع آنتن از جمله نوآوری‌های صورت گرفته در این پژوهش است. در ادامه، با توجه به ضرورت وجود معیاری برای قضاوت راجع به میزان اثر‌بخشیِ اقدامات صورت گرفته برای تضعیف خطای کلاتر زمین در محصولات رادار هواشناسی گیلان، روشی بر مبنای همبستگی میان ارتفاع بارش 24 ساعته راداری و مقادیر متناظر ایستگاهیِ آن توسعه یافته است که می‌توان به‌کمک آن بیشینه خطای قابل چشم‌پوشیِ کلاتر زمین را، با استفاده از رابطه  به‌دست آورد. مقادیر عددی حاصل از این روش بر حسب dBZ در ایستگاه‌های رشت (فرودگاه)، رشت (کشاورزی)، بندر انزلی، تالش، لاهیجان، جیرنده، ماسوله، دیلمان و منجیل به‌ترتیب برابر با 748/3-، 638/1-، 074/6-، 952/14، 611/3-، 482/1-، 466/12، 872/4 و 852/6 محاسبه شد. همچنین مقدار dBZ 536/9 برای کل ایستگاه‌ها به‌صورت توأمان به‌دست آمد که با توجه به پراکندگی ایستگاه‌های مورد مطالعه می‌تواند به کل تصویر رادار تعمیم یابد. نتایج نشان می‌دهد که با وجود قابل توجه بودنِ میانگین خطای کلاتر در روز‌های خشک (بدون بارندگی)، همبستگی نزدیکی بین ارتفاع بارش 24 ساعته راداری و مقادیر متناظر ایستگاهی آن وجود دارد، به‌گونه‌ای که ضریب این همبستگی در 7 ایستگاه رشت (فرودگاه)، رشت (کشاورزی)، بندر انزلی، لاهیجان، جیرنده، دیلمان و منجیل در سطح 1% معنی‌دار است و در دو ایستگاه تالش و ماسوله نیز مقادیر بالایی برای ضریب همبستگی به‌دست آمده است. بنابر‌این می‌توان نتیجه گرفت که وجود کلاتر در تولیدات رادار هواشناسی گیلان در تاریخ‌های مورد بررسی منعی بر قابلیت کاربرد و پژوهش بر این داده‌ها ایجاد نمی‌کند، هر‌چند استفاده از آنها نیازمند به دقتی مضاعف است.