2) 단파골
3.1 기상레이더 기초이론
3.1.6 거리의 문제
3.1.6.4 거리접힘(Range Folding)
거리 접힘은 레이더에서 방위각은 정확하지만, 잘못된 거리에 에코를 위치 하게 하는 것이다. 이 현상은 목표물이 최대관측거리, 에서 벗어났을 때 발생한다.
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3장 레이더기상학 기초원격탐사 원격탐사
-[그림 3.7] 범위를 벗어난 하나의 목표물에 대한 예. 펄스가 300nm에 있는 목 표물의 가장자리와 상호작용한다. 첫 번째 펄스는 계속해서 레이더로부터 멀어지는 방 향으로 이동하는 반면 후방 산란된 적은 양의 에너지는 다음 펄스가 송신되기 직전에
100nm에 도달한다.
그림 3.7에서 =250km이고 실제 목표물의 위치는 300km로, 로부 터 50km 벗어나 있다. 펄스 1은 300km에서 목표물과 부딪히고 그것의 일 부 에너지는 반사되어져 레이더로 돌아오고, 나머지 에너지는 계속해서 밖 으로 향한다. 또 하나의 펄스가 송신되기 전에 각 에너지는 500km 또는 2× 만큼 이동한다.
밖으로 움직이는 에너지가 500km에 도달하면 동시에 반사되어 레이더를 향해 돌아오는 에너지가 200km만큼 되돌아온다(레이더로부터 100km거 리와 같다). 그러나 다음 펄스 2가 송신된다. 즉, 펄스 1로부터 반사된 에너 지는 레이더로 되돌아오지 않았지만 레이더가 펄스 2를 송신할 때 이것을 고려하지 않는다.
펄스가 200km에 위치한 목표물에 산란될 때, 펄스의 대부분의 에너지는 계속해서 같은 방향으로 이동하는 반면에 에너지의 일부는 목표물에 의해 반사되어진다. 반사된 에너지는 총 400km(2×200km) 거리를 이동하고, 반면에 나머지 에너지는 레이더로부터 계속 멀어진다. 두 번째 펄스는 아 직 송신되지 않기 때문에 레이더는 정확하게 목표물의 위치를 200km로 정 한다.
3.1 기상레이더 기초이론
[그림 3.8] 를 벗어난 하나의 목표물에 대한 예. 첫 번째 펄스로부터 후방 산란 된 에너지가 600nm를 이동하여 레이더로 되돌아오는 반면 다음 펄스는 100nm에 도달.
레이더는 후방 산란된 에너지를 두 번째 펄스로부터(첫 번째 펄스가 아니라) 오는 것처 럼 해석, 그리고 부정확하게 목표물이 50nm에 위치한 것으로 해석
그림 3.8에서, 펄스 2가 목표물이 위치해 있지 않은 100km에 도달할 때, 펄스 1로부터 후방 산란된 에너지가 레이더에 도달한다. 그러나 펄스 2는 이미 송신되어졌기 때문에, 레이더는 되돌아온 신호를 펄스 2로부터 오는 것처럼 간주하고 그것이 펄스 1의 이착에코(Second Trip Echo)이고 목표 물이 300km에 위치해 있음을 알지 못한다. 레이더는 펄스 1이 300km에 위치해 있는 목표물에 의해 후방 산란된 것이 아니라 펄스 2가 50km에 위 치한 목표물에 의해 후방 산란되어 오는 에너지를 받은 것으로 간주할 것 이다.
만약 목표물이 (또는 의 배수)로부터 특정 거리만큼 벗어나 있다 면, 그것은 레이더로부터 같은 거리만큼 떨어져 있는 것으로 잘못 나타날 것이다. 만약 가 250 km이면, 0 km부터 250 km까지의 범위 안은 일 착(First Trip)이고 정확한 거리에 위치해 있을 것이다. 251km부터 500km까지의 범위는 이착(Second Trip)이다. 실제 550km에 있는 목표물 은 50km에 위치해 있는 것으로 레이더에 감지될 것이다.
또 하나의 예는 가 80km(전형적인 도플러 모드의 )이고 목표물의 실제 거리가 30km, 110km, 190km에 있는 경우이다. 그 결과 레이더는 3 개의 목표물로부터 동시에 펄스를 받는다. 그리고 3개의 목표물들은 동일 한 겉보기(Apparent) 거리 30km에 위치한다.
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3장 레이더기상학 기초원격탐사 원격탐사
-이착에코는 레이더 관측 영상에서 다음과 같은 특징을 갖는다.
- 에코가 레이더 빔 방향으로 가늘고 길게 나타남
- 에코 모양이 고깔형태로 나타나고 에코의 강도가 전반적으로 약함 - 원거리의 기상정보를 관측한 것이므로 고도에 따라 에코가 급격히 약해
지거나 사라짐
- 연직 단면상에서 에코 꼭대기가 불규칙하게 나타남
그림 3.9는 광덕산 레이더로 2005년 6월 1일에 관측한 이착에코 사례이다.
비교를 위하여 비슷한 시기에 광덕산 레이더로 관측한 480km 반사도 영상 을 오른쪽에 나타내었다. 480km 영상에서 서해상에 강한 강수대가 위치하 고 있다. 이 강수대가 240km 영상(왼쪽)에서 레이더 영상의 남서쪽 가장자 리에 관측되었다. 이 강수대와 레이더 사이에 부채꼴의 불규칙적이고 약한 강수가 위치한다. 이는 서해상에 위치한 강수대의 이착에코이다. 영상에서 쉽게 알 수 있는 것과 같이 이착에코의 강도가 약하고 에코의 모양이 방위 각방향으로 압축이 된 것처럼 보인다.
[그림 3.9] 광덕산 레이더의 이착 에코 사례 : 최대관측거리 (좌) 240km, (우) 480km
그림 3.10은 진도 레이더로 관측한 이착에코 사례이다.
그림 3.9와 유사하게 240km와 480km 영상을 함께 나타내었다. 480km영 상에서 산둥반도 방향으로 서해상에 강한 강수에코가 존재하는 것을 알 수 있으며 240km영상에서는 북서 방향으로 약한 이착에코가 관측되었다.
이러한 이착에코들은 가까이 있는 실제 강수에코들과 중첩이 되지 않아 비 교적 구별이 용이하다.
[그림 3.10] 진도 레이더의 이착 에코 사례 : 최대 관측거리 (좌) 240km, (우) 480km
원격탐사 원격탐사
-부방사부 오염은 주방사부에서 벗어난 -부방사부로부터 돌아온 수신신호의 결과이다. 주방사부안에서 송신된 전력은 부방사부 송신전력보다 훨씬 더 크다. 목표물로부터 기상레이더의 가장 강한 부방사부는 주방사부로부터 오는 전력보다 보통 ~30dB 낮은 신호를 수신한다. 따라서, 주방사부와 부 방사부 둘 다 강수지역을 관측할 때, 부방사부로부터 되돌아오는 전력은 무시할 수 있다.
그러나 강한 기온 역전층이 존재(과대굴절 조건)할 때 낮은 고도각을 관측 하면 부방사부오염에 의하여 이상전파에코가 관측된다.
대부분의 부방사부 오염은 가까운 거리의 강한 대류에 의해 발생하는 경향 이 있다. 만약 반사도 경도가 충분히 크면, 주방사부는 청천을 관측하는 반 면, 부방사부는 뇌우를 관측한다(그림 3.11). 이 경우, 낮은 반사도가 주방 사부와 일치하는 방위각 방향에서 나타난다. 부방사부 오염는 안테나가 시 계방향으로 회전하는 경우 시계방향으로 낮은 반사도가 퍼져(Smearing)서 나타난다.
그림 3.11의 레이더 영상은 레이더가 강수의 북동쪽에 위치하고 시계반향 으로 안테나를 회전하는 경우이다. 부방사부에 의한 오염이 강수에코에서 안테나가 돌아가는 방향(시계방향)에 나타난다.