Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Канадская сеть метеорологических радаров

Канадская метеорологический радиолокатор сеть состоит из 31 метеорологических радиолокаторов , охватывающих наиболее густонаселенные районы Канады. Их основная цель - раннее обнаружение осадков , их движения и угрозы, которую они представляют для жизни и имущества.

До 2018 года у каждого из них был радиус действия 256 км (159 миль) вокруг площадки для обнаружения отражательной способности , 3 угла с диапазоном 128 км (80 миль) для обнаружения скоростной модели ( эффект Доплера ) и сверхдальний диапазон до до 240 км (150 миль) при малом угле возвышения, но сильно изогнутых или сглаженных (где максимальный однозначный интервал скоростей (± Vmax) меньше полного диапазона измеряемых скоростей, что приводит к тому, что некоторые из них отображаются с неверными значениями [1] ).

Обновление сети с 2018 по 2023 год с использованием новых радаров S-диапазона увеличивает эти цифры соответственно до 300 км (190 миль) для отражательной способности и 240 км (150 миль) для полного доплеровского покрытия. [2] Кроме того, новые радары имеют двойную поляризацию, что означает, что тип осадков можно оценить напрямую.

История [ править ]

Исследования метеорологических радаров в Канаде начались в конце Второй мировой войны с проекта «Штормовая погода». [3] После войны Дж. С. Маршалл продолжил в Университете Макгилла работу с «Группой штормовой погоды». [4] Таким образом, канадская сеть была постепенно сформирована, и к 1997 году по всей стране насчитывалось 19 метеорологических радаров двух типов: 18 радаров с длиной волны 5 сантиметров (диапазон C) и 1 радар с длиной волны 10 сантиметров (диапазон S) в McGill, все радаров обнаруживают отражательную способность и оснащены функцией Доплера.

В 1998 г. Министерство охраны окружающей среды Канады получило разрешение на обновление сети до стандарта Доплера и добавление еще 12 радаров с рабочими характеристиками, поступающими от метеорологической радиолокационной станции Кинг-Сити (CWKR), исследовательского радара Министерства окружающей среды Канады. [5] Однако радар Макгилла (в Радарной обсерватории им. Дж. С. Маршалла ), хотя и является частью сети, принадлежит Университету Макгилла . Это исследовательский, а также оперативный радар, который модифицируется независимо. Станции Jimmy Lake и Lac Castor принадлежат и управляются Министерством обороны (DND) , они также являются частью сети.

В феврале 2017 года министр окружающей среды и изменения климата Кэтрин МакКенна объявила о подписании контракта на сумму 83 миллиона долларов с Selex ES на покупку 20 новых радаров с самыми современными доступными технологиями ( диапазон S и двойная поляризация ) для обновления сети. [6] [7] Первый радар был установлен в Radisson, SK, осенью 2017 года. Второй радар был установлен летом 2018 года в Blainville в регионе Монреаль, чтобы заменить устаревший радар McGill ( WMN). В 2018 году также будут заменены радары в Foxwarren MB, Timmins ON (возле Smooth Rock Falls) и Spirit River AB, а остальные будут последовательно заменены к 2023 году. Дополнительный радар будет установлен в регионе Нижняя Атабаска в Альберте, и контракт также содержит варианты замены всех радаров в канадской сети метеорологических радаров до 31 марта 2023 г.

Характеристики до 2018 года [ править ]

  • Радар Макгилла (в Радарной обсерватории Дж. С. Маршалла ): [8]
    • Антенна диаметром 9 метров (30 футов).
    • Использует клистрон для получения сигнала с длиной волны 10 см. (S-диапазон)
    • Доплеровский с 1993 года и двойная поляризация была добавлена ​​в 1999 году.
  • Метеорологическая радиолокационная станция King City
    • Этот исследовательский радар по сути является WSR-98A (см. Ниже), модернизированный в 2004 году с возможностью двойной поляризации.
  • Остальная часть сети: [5]
    • Существующие радары имеют антенны двух производителей: Enterprise Electronics Corporation (EEC) и Raytheon .
    • некоторые из существующих радаров имеют антенны производства Andrew Canada . По диаметру почти вдвое больше старых; разрешение улучшено на такую ​​же величину.
    • Используйте излучающие магнетроны с длиной волны 5,6 см . (Диапазон C)
    • Обработка получила данные об отражательной способности и доплеровские данные с помощью Sigmet Radar Data Systems , теперь являющейся частью Vaisala Oyj.
    • Таким образом, каждый радар в сети будет называться WSR-98E, WSR-98R или WSR-98A для W eather S urveillance R adar - 19 98 (для года начала программы) и первой буквы производителя. Пьедестал / Антенна ( E nterprise, R aytheon или A ndrew).
    • Антенны диаметром 3,6 м для неклассифицированных радаров и 6,1 м для новых.
    • Регулируемая длительность и частота следования импульсов . Длительность импульса 0,8, 1,6 и 2,0 с. Частота повторения импульсов (PRF) 250 Гц и двойная PRF (доплеровский режим) 1190/1200 Гц.
  • Башня и обтекатель радара McGill (CWMN).

  • Радар Villeroy (WSR-98E), 75 км к юго-западу от Квебека  : башня и обтекатель слева, передатчик и приемник в здании справа.

  • Станция CXSS (WSR-98A) в Silver Star Mountain .

  • Станция CXLA, WSR-98R, Ландриен в июне 2019 года с базой для замены впереди.

Стратегия сканирования [ править ]

Поскольку в сети используются радары C-диапазона , пришлось пойти на компромисс (см. « Дилемма Доплера» ) между максимальным диапазоном отражательной способности и максимальными однозначными скоростями. Фактическая стратегия сканирования (2006 г.) разделена на два отдельных сканирования по 10 минут: [5]

  • Обычный цикл: сканирование 24 углов места за 5 минут для получения трехмерного изображения атмосферы в пределах 256 км от радара по отражательной способности.
  • Доплеровский цикл: сканирование 4 углов по отражательной способности и скоростям, первые три в диапазоне 128 км и последний в пределах 256 км. Этот цикл используется для определения возможного мелкомасштабного вращения и сдвига в структуре ветра , а также крупномасштабной циркуляции. Данные скорости также помогают фильтровать артефакты отражательной способности, такие как эхо-сигналы от земли.

В радаре McGill используется передатчик S-диапазона вместо передатчика C-диапазона для измерения коэффициентов отражения и скорости во время каждого из 24 углов возвышения с одинаковым периодом 5 минут. [8]

Проект модернизации [ править ]

Окружающая среда и изменение климата Канада получила финансирование от Казначейства в 2011 году для проведения крупного проекта модернизации под названием «Обновление WES (Метеорологические и экологические службы)» по модернизации всех канадских радаров до двойной поляризации в двух отдельных пятилетних планах. Полная стабилизация сети и решение системных проблем также были частью этих крупных усилий Министерства охраны окружающей среды и изменения климата Канады. Первые пять лет были сосредоточены на модернизации и стабилизации существующих радаров. Затем все канадские метеорологические радары будут заменены радаром с двойной поляризацией S-диапазона в период с 2017 по 2023 год. Новый радар, принадлежащий и управляемый ECCC, был установлен в Бленвилле (около Монреаля), чтобы заменить использование радара Макгилла. Также новый радар будет установлен в районе Нижней Атабаски. . [9]

Выбран новый радар Selex METEOR 1700S, который полностью доплеровский и имеет двойную поляризацию : [2]  · [10]

  • Тип передатчика : клистрон
  • Частота: 2,7 - 2,9 ГГц
  • Частота следования импульсов (PRF): 250-2000 Гц
  • Длина импульса (τ): 0,4 мкс ... 4,5 мкс
  • Пиковая мощность: 750 кВт
  • Доплеровская дальность: 240 км
  • Нормальная дальность отражения: 300 км
  • максимальная дальность: 600 км
  • Разрешение по скорости: ± 146 м / с
  • Диаметр антенны: 8,5 м
  • Ширина луча  : <1 °
  • Вращение: 6 мин -1
  • Новый METEOR 1700S в Бленвилле , Квебек .

  • Трансмиттера клистрона .

  • Радиолокационный процессор.

  • Антенна и постамент .

  • Антенна и рупор .

Эти новые радары S-диапазона предлагают большую гибкость по сравнению с предыдущими радарами C-диапазона . Стратегия сканирования с 17 углами сканирования за 6 минут и новая функция двойной поляризации обеспечивают: [11]

  • Двойная поляризация позволит лучше различать типы осадков ( дождь , снег , град и ледяной дождь ), биологические и небиологические цели, такие как птицы, насекомые, солома и сигнатуры обломков торнадо .
  • Диапазон радиальных скоростей (доплеровский диапазон) будет расширен до 240 километров (150 миль) со 120 километров (75 миль), что позволит сократить время заблаговременности выпуска метеорологических предупреждений и улучшить перекрытие радиолокационного покрытия с другими близлежащими радиолокаторами.

Список радаров [ править ]

Первый процесс модернизации начался осенью 1998 года с открытия радара Bethune и завершился в 2004 году в Тимминсе. Замена однополюсных радаров Magnetron C-диапазона мощностью 250 кВт на двухполюсные радары Klystron S-диапазона мощностью 1 МВт началась в 2017 году и завершится в 2023 году. [12]

См. Также [ править ]

Статья по теме [ править ]

  • NEXRAD , сеть метеорологических радаров в США

Библиография [ править ]

  • Лараме, Сильвен; Ли, Цянь; Вонг, Пэт; Савар, Сильвен; Лейбюк, Петр; Брэди, Стивен; Чепита, Рик; Наср, Хамид; Бенко, Тодд; Романюк, Михаил; Абт, Марк; Вонг, Ингрид (7 октября 2019 г.). «Замена канадской сети метеорологических радиолокаторов» . Бюллетень CMOS . Канадское метеорологическое и океанографическое общество . 47 (5) . Проверено 8 мая 2020 года .

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Максимальная однозначная скорость" . Глоссарий . Американское метеорологическое общество . Проверено 30 января 2021 .
  2. ^ a b "Метеорологический радар METEOR 1700S" (PDF) . www.de.selex-es.com . SELEX ES. Архивировано 6 октября 2018 года (PDF) . Проверено 5 октября 2018 года .
  3. ^ Атлас, Дэвид. Радар в метеорологии . Американское метеорологическое общество . С. 61–68. DOI : 10.1007 / 978-1-935704-15-7_8 .
  4. ^ "Группа штормовой погоды" . Университет Макгилла . 2000. Архивировано из оригинала на 2011-07-06 . Проверено 15 июня 2006 .
  5. ^ a b c Джо, Пол; Стив Лапчак (2002). «Эволюция канадской оперативной радиолокационной сети» (PDF) . Ход работы . 2-я Европейская конференция по радиолокаторам в метеорологии и гидрологии (ERAD). Делфт , Нидерланды . С. 370–382 . Проверено 19 сентября 2011 .
  6. ^ Окружающая среда и изменение климата Канада (27 февраля 2017 г.). «Правительство Канады инвестирует в модернизацию инфраструктуры прогнозирования погоды» . Пресс-релиз . Правительство Канады . Проверено 6 апреля 2017 года .
  7. ^ Окружающая среда и изменение климата Канада (27 февраля 2017 г.). «Замена канадской сети метеорологических радаров» . Пресс-релиз . Правительство Канады . Проверено 6 апреля 2017 года .
  8. ^ a b Радарная обсерватория Дж. С. Маршалла (2010). «Радар McGill S-диапазона» . Университет Макгилла . Проверено 19 сентября 2011 .
  9. Правительство Канады (25 января 2012 г.). «Инфраструктура мониторинга погоды» . Окружающая среда Канады . Проверено 29 октября 2012 года .
  10. Питер Куинлан (5 июня 2018 г.). «Самая современная в Канаде метеорологическая радиолокационная станция открывается недалеко от Саскатуна» . Глобальные новости . Проверено 25 октября 2018 года .
  11. ^ Метеорологическая служба Канады (2018). «Модернизация сети метеорологических радиолокаторов Канады» . Правительство Канады . Проверено 29 октября 2018 года .
  12. ^ "Национальная радиолокационная программа" . Окружающая среда Канады . 2004. Архивировано из оригинала на 2006-06-15 . Проверено 15 июня 2006 .
  13. ^ a b "Le Québec reçoit son premier radar météorologique à la fine pointe de la technologie" . La Nouvelle Union (на французском языке). 16 октября 2018 . Проверено 28 октября 2018 года .
  14. Grimes (27 августа 2020 г.). «NOCN01 CWAO 201622» . Genot. Метеорологическая служба Канады . Проверено 29 декабря 2020 .
  15. Grimes (11 июня 2020 г.). «NOCN01 CWAO 281422» . Genot. Метеорологическая служба Канады . Проверено 29 декабря 2020 .
  16. Grimes (31 октября 2020 г.). "NOCN01 CWAO 311823" . Genot. Метеорологическая служба Канады . Проверено 29 декабря 2020 .
  17. Кэмпбелл (15 октября 2020 г.). «NOCN01 CWAO 231342» . Genot. Метеорологическая служба Канады . Проверено 29 декабря 2020 .
  18. Кэмпбелл (26 мая 2020 г.). «NOCN01 CWAO 312040» . Genot. Метеорологическая служба Канады . Проверено 29 декабря 2020 .
  19. ^ "Отключение и обслуживание радаров" . Окружающая среда Канады . Проверено 4 ноября 2018 года .
  20. Grimes (6 декабря 2020 г.). «NOCN01 CWAO 311434» . Genot. Метеорологическая служба Канады . Проверено 29 декабря 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Окружающая среда Канады. «Данные канадской сети метеорологических радиолокаторов в реальном времени» .
    • "Хранилище данных метеорологических радиолокаторов ЕК" .
    • "Доступна мозаика североамериканского метеорологического радиолокатора ЕС" . Веб-сервис WMS .
    • «График простоя, технического обслуживания и замены РЛС ECCC» .
  • «Обзор проекта по замене канадского метеорологического радиолокатора ECCC» .
  • ECCC (30 апреля 2013 г.). «Воздействие ветряных турбин на метеорологический радар» .