മഴ കണങ്ങളുടെ വലിപ്പവും ആകൃതിയും കൃത്യമായി വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, ഡ്യുവൽ-പോളറൈസേഷൻ റഡാർ കാലാവസ്ഥാ പ്രവചനങ്ങളുടെ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. വിവിധ ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിളുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, കനത്ത മഴ, ആലിപ്പഴം എന്നിവയും അതിലേറെയും തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാനും വേഗത്തിലുള്ള കാലാവസ്ഥാ പ്രതികരണം പ്രാപ്തമാക്കാനും ഇതിന് കഴിയും.
മഴയുടെ പ്രവചനത്തിൻ്റെയും കാലാവസ്ഥാ നിരീക്ഷണത്തിൻ്റെയും പ്രാധാന്യം
കനത്ത മഴ, ആലിപ്പഴം, കനത്ത മഞ്ഞുവീഴ്ച തുടങ്ങിയ കാലാവസ്ഥാ പ്രതിഭാസങ്ങൾ ദുരന്തങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും, അതിനാൽ മഴ പ്രവചിക്കുകയും നാശനഷ്ടങ്ങൾക്ക് തയ്യാറെടുക്കുകയും ചെയ്യേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ഇരട്ട-ധ്രുവീകരണ റഡാർ നിരീക്ഷണങ്ങൾ വേഗത്തിലും കൃത്യമായും കാലാവസ്ഥാ നിരീക്ഷണങ്ങൾ സാധ്യമാക്കിയിട്ടുണ്ട്, ഓരോ 10 മിനിറ്റിലും മഴ വിവരങ്ങൾ അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. കാലാവസ്ഥാ നിരീക്ഷണ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ഈ പുരോഗതി പ്രകൃതി ദുരന്തങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച്, കൃഷി, ജല മാനേജ്മെന്റ്, നഗര ആസൂത്രണം, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയ്ക്കും കാലാവസ്ഥാ നിരീക്ഷണം അത്യാവശ്യമാണ്. വിള വളർച്ചയ്ക്ക് ആവശ്യമായ ജലവിതരണം ശരിയായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും, വെള്ളപ്പൊക്കവും വരൾച്ചയും തടയുന്നതിനും, നഗര ഡ്രെയിനേജ് സംവിധാനങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനും ഇത് പ്രധാനപ്പെട്ട വിവരങ്ങൾ നൽകുന്നു.
ഡ്യുവൽ-പോളറൈസേഷൻ റഡാർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?
അപ്പോൾ എങ്ങനെയാണ് ഡ്യുവൽ-പോളറൈസേഷൻ റഡാർ കാലാവസ്ഥാ സംഭവങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കുന്നത്? അടിസ്ഥാനപരമായി, കാലാവസ്ഥാ റഡാറുകൾ റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് അയയ്ക്കുകയും അവ മഴയുടെ കണികകളിൽ നിന്ന് കുതിച്ചുയരുമ്പോൾ, അവ ലഭിച്ച തരംഗങ്ങളെ വിശകലനം ചെയ്യുകയും മഴയുടെ കണങ്ങളെ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിന് നിരവധി വേരിയബിളുകൾ കണക്കാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഡ്യുവൽ-പോളറൈസേഷൻ റഡാറും ഈ തത്ത്വം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു, ആദ്യം പ്രതിഫലനത്തിലൂടെ മഴ കണങ്ങളുടെ ഏകദേശ വലുപ്പവും എണ്ണവും നിർണ്ണയിക്കുന്നു, ഇത് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നതും സ്വീകരിച്ചതുമായ തരംഗങ്ങളുടെ ശക്തിയുടെ താരതമ്യമാണ്.
ഇരട്ട-ധ്രുവീകരണ റഡാർ വഴി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയും സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ ഒരു തിരശ്ചീന തരംഗവും, ഒരു ലംബ തരംഗവും ചേർന്നതാണ്, ഇത് ഭൂമിക്ക് ലംബമായി ഒരു ദിശയിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു. ഓരോ തരംഗത്തിന്റെയും പ്രതിഫലനത്തെ തിരശ്ചീന പ്രതിഫലനവും ലംബ പ്രതിഫലനവും എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു ചതുരശ്ര മീറ്ററിന് ഡെസിബെലുകളിൽ (dBZ) അളക്കുന്നു. ഇരട്ട-ധ്രുവീകരണ റഡാറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിളായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രതിഫലനമാണ് തിരശ്ചീന പ്രതിഫലനക്ഷമത, ഇത് 1 m³ എന്ന യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിൽ നിലവിലുള്ള മഴ കണങ്ങളുടെ വലുപ്പത്തിനും എണ്ണത്തിനും ആനുപാതികമാണ്. പൊതുവേ, ചെറുതും കുറച്ച് മഴ കണികകളുള്ള ചാറ്റൽ മഴയ്ക്ക് 1 dBZ അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കുറവായിരിക്കും, അതേസമയം വലുതും നിരവധി മഴ കണികകളുള്ള കനത്ത മഴയ്ക്ക് 20 dBZ അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതലും മൂല്യമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ആലിപ്പഴത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, പ്രതിഫലനത്തെ മാത്രം അടിസ്ഥാനമാക്കി മഴ കണങ്ങളുടെ തരം വേർതിരിച്ചറിയാൻ ചിലപ്പോൾ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കാരണം മഴ കണങ്ങളുടെ വലുപ്പവും എണ്ണവും വ്യത്യസ്തമാണെങ്കിലും, പ്രതിഫലനം ഒരു മഴയുടെ അതേ രീതിയിൽ ദൃശ്യമാകും. അതിനാൽ, അവ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ മറ്റ് ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിളുകൾ ആവശ്യമാണ്.
വ്യത്യസ്ത ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിളുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു
ആദ്യം, മഴ കണങ്ങളുടെ വലുപ്പവും ആകൃതിയും നിർണ്ണയിക്കാൻ നമുക്ക് ഡിഫറൻഷ്യൽ റിഫ്ലക്ഷൻ ഉപയോഗിക്കാം. തിരശ്ചീന പ്രതിഫലനത്തിൽ നിന്ന് ലംബ പ്രതിഫലനം കുറയ്ക്കുന്നതാണ് ഡിഫറൻഷ്യൽ റിഫ്ലക്ഷൻ, മഴ കണികകൾ തിരശ്ചീനമായി നീളമുള്ളതാണെങ്കിൽ പോസിറ്റീവ് മൂല്യവും ലംബമായി നീളമുള്ളതാണെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് മൂല്യവും, ഇത് ഡെസിബെലുകളിൽ (dB) അളക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, വലിയ മഴ കണികകളുള്ള ഒരു കനത്ത മഴയിൽ, മഴത്തുള്ളികൾ വീഴുമ്പോൾ നേരിടുന്ന വായു പ്രതിരോധം അവയെ തിരശ്ചീനമായി വ്യാപിക്കാൻ കാരണമാകുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി 2 dB-യിൽ കൂടുതൽ പ്രതിഫലന ഡിഫറൻഷ്യൽ ഉണ്ടാകുന്നു. മറുവശത്ത്, ആലിപ്പഴമോ മഞ്ഞോ ഉരുകിയിട്ടില്ലെങ്കിൽ ശുദ്ധമായ ഐസ് ചേർന്നതാണെങ്കിൽ, കണികകൾ വലുതാണെങ്കിൽ പോലും, അവ തിരശ്ചീനമായി വ്യാപിക്കുന്നില്ല, കൂടാതെ അവ ഒരു ഭ്രമണ ചലനത്തിൽ വീഴുന്നതിനാൽ, അവ ഏതാണ്ട് ഗോളാകൃതിയിലാണ്, പലപ്പോഴും 0 dB എന്ന ഡിഫറൻഷ്യൽ റിഫ്ലക്റ്റിവിറ്റി മൂല്യവുമുണ്ട്. സമാനമായ പ്രതിഫലന മൂല്യങ്ങളുണ്ടെങ്കിൽ പോലും, കനത്ത മഴയുടെയും ആലിപ്പഴത്തിന്റെയും കാലാവസ്ഥാ പ്രതിഭാസങ്ങൾ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ ഇത് നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, 0.3 മില്ലിമീറ്ററിൽ താഴെയുള്ള മഴ കണികകളുള്ള ചാറ്റൽ മഴയ്ക്ക് പോലും വളരെ കുറച്ച് വായു പ്രതിരോധം മാത്രമേ നേരിടേണ്ടിവരൂ, അതിനാൽ മഴ കണികകൾ ഗോളാകൃതിയായി തുടരുന്നതിനാൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ റിഫ്ലക്റ്റിവിറ്റി പലപ്പോഴും 0 dB ആണ്. അതിനാൽ, മഴ കണികകളുടെ തരങ്ങളെ വേർതിരിച്ചറിയാൻ പ്രതിഫലനക്ഷമതയും വ്യത്യസ്ത പ്രതിഫലനക്ഷമതയും സംയോജിപ്പിച്ച് പരിഗണിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
മറുവശത്ത്, മഴ, ആലിപ്പഴം തുടങ്ങിയ മഴ കണങ്ങളുടെ തരവും മഴ കണങ്ങളുടെ വലുപ്പവും അറിയുന്നത് യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിലെ മഴ കണങ്ങളുടെ എണ്ണം കൃത്യമായി കണക്കാക്കാൻ പര്യാപ്തമല്ല. അതിനാൽ, ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് ഡിഫറൻസ്, നോൺ-ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് ഡിഫറൻസ് എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിളുകൾ വഴിയാണ് മഴ കണങ്ങളുടെ എണ്ണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നത്. റഡാർ തരംഗങ്ങൾ ഒരു മഴ കണികയിൽ പതിക്കുമ്പോൾ, മഴ കണികയുടെ വലുപ്പവും ആകൃതിയും തിരശ്ചീനവും ലംബവുമായ ധ്രുവീകരണം വ്യത്യസ്ത നിരക്കുകളിൽ പുരോഗമിക്കാൻ കാരണമാകുന്നു. രണ്ട് ധ്രുവീകരണങ്ങളുടെയും ഘട്ടം അതനുസരിച്ച് മാറുന്നു, കൂടാതെ ഈ ഘട്ടങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള വ്യത്യാസത്തിന്റെ സഞ്ചിത മൂല്യം ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് ഡിഫറൻസാണ്. യൂണിറ്റ് ഡിഗ്രി (°) ആണ്, ലംബ ധ്രുവീകരണത്തിന്റെ ഘട്ടം തിരശ്ചീന ധ്രുവീകരണത്തിന്റെ ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് കുറച്ചാണ് ഘട്ടം വ്യത്യാസം ലഭിക്കുന്നത്. റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ കടന്നുപോകുന്ന മഴ കണികയുടെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ വ്യാസം വലുതാകുമ്പോൾ, ഘട്ടം മൂല്യം വലുതായിരിക്കും, അതിനാൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ പ്രതിഫലനം പോലെ, മഴ കണിക തിരശ്ചീനമായി നീളമുള്ളതാണെങ്കിൽ അതിന് പോസിറ്റീവ് മൂല്യവും ലംബമായി നീളമുള്ളതാണെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് മൂല്യവും ഉണ്ടാകും. പ്രചാരണത്തിന്റെ ദിശയിൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസം അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് തുടരുന്നതിനാൽ, അവശിഷ്ട കണികകൾ ഇല്ലാത്തിടത്ത് പോലും പൂജ്യമല്ലാത്ത മൂല്യങ്ങൾ നൽകാൻ ഇതിന് കഴിയും എന്നതാണ് ഇതിന്റെ സവിശേഷത.
തന്നിരിക്കുന്ന നിരീക്ഷണ ശ്രേണിയിലെ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസത്തിൻ്റെ മാറ്റത്തിൻ്റെ നിരക്കിനെ നോൺ-ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. റഡാറിൽ നിന്ന് 0 കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള ഒരു പോയിൻ്റിൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസം 5° ഉം 10 കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള ഒരു പോയിൻ്റിൽ 10° ഉം ആണെങ്കിൽ, 5 മുതൽ 10 കിലോമീറ്റർ വരെയുള്ള ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസം 1°/km ആണ്, ഇത് ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസത്തിലെ മാറ്റമാണ്. 10° എന്നതിനെ 10 കിലോമീറ്റർ റൗണ്ട് ട്രിപ്പ് ദൂരം കൊണ്ട് ഹരിക്കുന്നു. ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, നോൺ-ഡിഫറൻഷ്യൽ ഫേസ് വ്യത്യാസം, മഴയുടെ കണികകൾ ഉള്ളിടത്ത് പൂജ്യമല്ലാത്ത മൂല്യം മാത്രമേ നൽകുന്നുള്ളൂ, ഇത് നിങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്ന പ്രത്യേക വിഭാഗത്തിലെ മഴ കണങ്ങളുടെ എണ്ണത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ കൃത്യമായ കണക്ക് നൽകുന്നു.
ക്രോസ്-കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യൻ്റുകളുടെ പ്രാധാന്യം
എന്നിരുന്നാലും, രണ്ടോ അതിലധികമോ തരം മഴ കണികകൾ ഒരുമിച്ച് ചേർക്കുമ്പോൾ, ഉദാഹരണത്തിന് മഞ്ഞ് ഉരുകി മഞ്ഞും മഴയും പോലെ വീഴുമ്പോൾ, ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിൾ യഥാർത്ഥ കാലാവസ്ഥാ സംഭവത്തേക്കാൾ വലുതോ ചെറുതോ ആയി കാണപ്പെട്ടേക്കാം, ഇത് ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കാം. ഇത് പരിഹരിക്കാനുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിൾ ക്രോസ്-കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് ആണ്. ക്രോസ്-കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് തിരശ്ചീനവും ലംബവുമായ ധ്രുവീകരണ സിഗ്നലുകളുടെ സമാനതയുടെ അളവുകോലാണ്, മൂല്യങ്ങൾ 1 ന് അടുത്തായിരിക്കുമ്പോൾ, മഴ കണങ്ങളുടെ വലുപ്പവും തരവും കൂടുതൽ സമാനമാണ്. പൊതുവേ, മഴയുടെയോ മഞ്ഞിന്റെയോ സമയത്ത് നിരീക്ഷണ പരിധിക്കുള്ളിൽ ഒരേ തരത്തിലുള്ളതും സമാന വലുപ്പത്തിലുള്ളതുമായ മഴ കണികകൾ വിതരണം ചെയ്യുമ്പോൾ ക്രോസ്-കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് ഉയർന്നതാണ് (0.97 അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതൽ). എന്നിരുന്നാലും, വ്യത്യസ്ത തരം മഴ കണങ്ങളുടെ മിശ്രിതം ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, അല്ലെങ്കിൽ മഴ കണികകൾ ഒരേ തരത്തിലുള്ളതാണെങ്കിലും വലുപ്പത്തിൽ വ്യത്യാസമുണ്ടാകുമ്പോൾ, ഉദാഹരണത്തിന് കനത്ത മഴയിൽ, ക്രോസ്-കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് 0.97 ൽ കുറവായിരിക്കാം.
അതിനാൽ, കാലാവസ്ഥാ പ്രതിഭാസങ്ങളെ കൂടുതൽ കൃത്യതയോടെ നിരീക്ഷിക്കാനും വിശകലനം ചെയ്യാനും ഡ്യുവൽ-പോളറൈസേഷൻ റഡാറിന് വിവിധ ഔട്ട്പുട്ട് വേരിയബിളുകൾ ഉപയോഗിക്കാനാകും. ദുരന്തങ്ങൾ തടയാനും കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനങ്ങളോട് വേഗത്തിൽ പ്രതികരിക്കാനും ഇത് ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. കാലാവസ്ഥാ നിരീക്ഷണ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പുരോഗതി നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തെ സുരക്ഷിതവും കൂടുതൽ സൗകര്യപ്രദവുമാക്കും.
