2) 단파골
3.1 기상레이더 기초이론
3.1.8 레이더 표현 자료
3.1.8.3 CAPPI(Constant Altitude Plan Position Indicator)
[그림 3.24]이 그림은 기상청에서 운영하는 고산(좌) 및 광덕산(우) 레이더로 관측한 부피자료를 이용하여 생산한 1.5km 고도에서 CAPPI의 예시. 고산레이더의 경우 북동
쪽, 광덕산 레이더의 경우 동북동과 남동 방향에서 빔차폐가 나타남
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-도플러 효과는 관측자와 에너지원이 상대적으로 움직일 때 관측자에게 도 달하는 에너지원의 주파수 변화로 정의된다. 도플러 효과나 편이는 파원이 움직이지 않고 샘플링 되는 목표물이 움직이거나 정지하고 있을 때 쉽게 알 수 있다. 주파수 편이는 목표물이 에너지원에 가까워지거나 멀어짐에 따 라 발생한다.
전파되는 전자기에너지의 속도, 그 에너지의 주파수와 파장 사이의 관계는 다음과 같다.
(3.14)
3.1.9 .1 도플러 효과 3.1.9 도플러 효과
c는 빛의 속도(상수로 가정), f는 주파수, λ는 에너지의 파장이다. c가 상수 일 때, f와 λ는 반비례 관계를 갖는다. 예를 들면, λ가 증가하면, f는 감소한 다. 반대 경우도 같다.
만약 식 (3.14)이 기상 레이더에 의해 샘플링 된 목표물의 도플러 움직임을 나타내는 데 사용된다면, 다음 식으로 나타낼 수 있다.
or (3.15)
은 목표의 시선 속도, 은 레이더와 가까워지거나 멀어지는 목표물의 움직임에 의해 발생하는 도플러 주파수 편이이다. 그리고 λ는 전파된 에너 지의 파장이다. 멈춰있는 목표물의 경우, 파장이나 주파수는 변하지 않는다.
그림 3.25에서 원 가장자리에 위치한 레이더는 어느 곳에서도 주파수 편이 를 관측할 수 없다.
목표물이 서쪽에서 동쪽으로 이동하는 경우(그림 3.26), 레이더에서 멀어 지거나 가까워지면서 발생한 주파수 편이는 부호가 다를 뿐 그 양은 같다.
- 레이더가 동쪽 가장자리에 위치할 경우, 목표물이 레이더 쪽으로 움직 이므로 편이는 양의 부호를 갖는다(λ는 감소하는 반면 는 증가한다).
- 레이더가 서쪽 가장자리에 위치할 경우, 목표물이 레이더에서 멀어지므 로 편이는 음의 부호를 갖는다(λ는 증가하는 반면 는 감소한다).
[그림 3.25]정지된 목표물은 주파수 편이가 없음
[그림 3.26]움직이는 목표물은 주파수 편이가 있음
그러나 식 (3.15)는 목표물의 실제 시선 속도를 이끌어 내지는 못한다. 기 상 도플러 레이더의 경우, 식은 다음과 같다.
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도플러 효과는 일반적으로 음파를 이용하여 설명한다. 예를 들면 구급차가 사이렌을 울리며 당신에게 상당히 빠른 속도로 움직이고 있다고 하자. 사이 렌 음조(주파수)의 증가는 음파의 압축(더 짧은 파장)에 의해 일어난다. 구 급차가 당신에게서 멀어질 때, 음파의 팽창(더 길어진 파장)때문에 음조(주 파수)는 감소한다.
일반적인 음파의 주파수는 1×104Hz (10,000 Hz)이다. 파원이 수신기로부 터 50 노트로 가까워지거나 멀어지는 경우, 발생하는 도플러 주파수 편이 는 ~800 Hz 정도이다. 편이된 주파수의 양은 원래 전송된 주파수의 ~8%
정도이다. 이는 사람의 귀로도 쉽게 측정할 수 있다.