Menyelidiki Awan Dengan Teknologi Radar Baru
transport

Menyelidiki Awan Dengan Teknologi Radar Baru

Oleh: Christopher Westbrook

Sejak saya bergabung dengan University of Reading pada tahun 2005 sebagai asisten peneliti, saya telah menggunakan radar di Observatorium Chilbolton untuk mempelajari proses di awan. Saat ini saya sangat bersemangat untuk menjadi bagian dari proyek kolaboratif untuk membuat pengukuran awan yang unik dengan radar “G-band” baru yang sedang dikembangkan di observatorium. Radar ini tidak biasa karena beroperasi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi (panjang gelombang lebih pendek) daripada radar awan konvensional, dan ini memungkinkan kita untuk melakukan beberapa hal menarik.

Radar bekerja dengan mengirimkan gelombang elektromagnetik ke atmosfer. Medan listrik berosilasi dalam gelombang ini membuat muatan terikat dalam es atau air bergoyang, dan ini, pada gilirannya, menciptakan gelombang baru, beberapa di antaranya menemukan jalan kembali ke radar dan terdeteksi sebagai gema. Jadi ini sangat berguna – artinya kita dapat mengetahui di mana awan berada (dengan menentukan waktu yang dibutuhkan gema untuk mencapai kita), ditambah lagi kita dapat mengetahui sesuatu tentang berapa banyak benda yang ada di awan: lebih banyak partikel = gema yang lebih besar ; partikel yang lebih besar = gema yang lebih besar juga.

Menyelidiki Awan Dengan Teknologi Radar Baru

Berikut adalah contoh jenis data yang kami dapatkan dari radar. Langit pada hari ini berpola awan cirrus (foto di sebelah kanan). Awan Cirrus adalah awan dengan struktur seperti sikat yang terdapat di bagian atas troposfer yang sangat dingin. Mereka terdiri dari kristal es kecil yang jatuh di udara. Data di panel sebelah kiri berasal dari radar yang berada dan melihat ke atas pada awan apa pun yang melintas. Pada sumbu horizontal, kita memiliki waktu, sedangkan pada sumbu vertikal kita memiliki ketinggian. Jadi Anda bisa melihat awan cirrus ini hadir dengan ketinggian antara sekitar 6000 dan 9000 meter. Kekuatan gema diukur sebagai “reflektifitas radar”, dan merupakan unit logaritmik. Semakin tinggi angkanya, semakin kuat gemanya, dan perubahan 10 dB pada skala reflektifitas sesuai dengan peningkatan/penurunan 10 kali lipat dalam kekuatan gema.

Jadi ada banyak informasi berguna di radar, tetapi Anda dapat melihat dari apa yang saya tulis sebelumnya bahwa menafsirkan kekuatan gema adalah ambigu: bagaimana cara mengetahui apakah reflektifitas yang saya ukur disebabkan oleh banyak partikel kecil atau hanya beberapa partikel yang lebih besar ?

Jawabannya adalah dengan menggunakan campuran frekuensi yang berbeda. Untuk memahami mengapa ini membantu, kita dapat melihat beberapa simulasi yang dilakukan rekan saya Karina McCusker ketika dia menyelidiki bagaimana kristal es menyebarkan gelombang elektromagnetik. Dalam gambar berwarna-warni di bawah ini, dia mengirimkan gelombang radar dari atas setiap panel, dan memvisualisasikan seperti apa gelombang di dalam kristal itu. Apa yang dapat Anda lihat adalah bahwa saat kita meningkatkan frekuensi radar (kiri atas = frekuensi terendah, kanan bawah = frekuensi tertinggi), kita mendapatkan lebih banyak struktur gelombang di dalam kristal, dan polanya menjadi lebih kompleks. Ini secara langsung mempengaruhi seberapa kuat gema radar – semakin banyak pola gelombang yang kita miliki di dalam kristal, semakin banyak interferensi yang ada di antara gelombang yang tersebar dari bagian kristal yang berbeda ketika mereka kembali ke radar sebagai gema.

Kita dapat memanfaatkan interferensi ini karena ia memberi tahu kita tentang berapa banyak panjang gelombang yang muat di dalam kristal. Dan semakin besar kristal, semakin banyak panjang gelombang yang masuk ke dalamnya, dan semakin besar efek interferensi kita. Jadi dengan mengukur jumlah interferensi (dengan membandingkan ukuran gema pada 2 frekuensi atau lebih) kita dapat mengetahui seberapa besar partikelnya!

Untuk membuat ini bekerja, kita jelas membutuhkan panjang gelombang radar yang sebanding dengan ukuran kristal. Dalam radar awan konvensional, panjang gelombangnya beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter, yang cukup besar dibandingkan dengan banyak partikel di atmosfer, seperti kristal es kecil di awan cirrus. Di sinilah radar G-band baru kami hadir! Panjang gelombangnya sekitar satu milimeter, dan uniknya, ia dapat mengukur ukuran kristal kecil ini.

Radar itu sendiri telah dikembangkan oleh para ahli dalam teknologi gelombang milimeter di Rutherford Appleton Labs, University of St Andrews, dan Thomas Keating Ltd. Ini adalah instrumen “demonstrator” – yang membuktikan teknologi dan teknik analisis data untuk radar awan jenis baru ini. Kami sekarang telah mengoperasikan radar dalam beberapa studi kasus – berikut adalah contoh pengukuran hujan dan kristal es:

Sekali lagi, kita memiliki waktu sepanjang sumbu horizontal dan ketinggian pada sumbu vertikal. Pemandangan ini berisi campuran awan yang mengandung kristal es (di atas 1200 meter) dan tetesan air hujan (di bawah 1200 meter). Karina sedang mengerjakan analisis awan es, dalam hal ini, untuk memperkirakan seberapa besar kristal itu dan seperti apa bentuknya. Dia menghubungkan ini dengan pengukuran dengan probe awan di pesawat penelitian FAAM.

Sementara itu, Ben Courtier (yang dulunya adalah mahasiswa PhD di Reading, dan sekarang bekerja di Universitas Leicester) baru saja menerbitkan makalah pertama dari radar baru, yang menunjukkan bahwa dalam hujan kita dapat mengukur distribusi ukuran tetesan dan bahkan cari tahu apa itu angin ke atas dan ke bawah!

Ini adalah instrumen baru dan eksperimental. Dalam jangka panjang, kami ingin membuat radar lebih baik dengan meningkatkan jumlah daya yang dapat ditransmisikan, dan menjadikannya otonom sehingga kami dapat mengumpulkan data 24 jam sehari, 7 hari seminggu.

Memang data keluaran, information pengeluaran hongkong 2022 terlampau perlu bagi para bettor, agar bettor banyak melacak data-data keluaran hk. Terutama result hk karena juga sudah terbukti dapat keakuratan angka-angkanya. Yang udah terbukti senantiasa mendekati bersama angka result berasal dari pasar hk. Jadi banyak bettor yang mencari result hk periode th. 2022. Bettor sanggup memperoleh berasal dari web kami, karena kita sedia kan keluaran hk terlengkap yang mampu bettor dapatkan. Dan dapat bettor jadikan acuan dalam memprediksi angka kemenangan yang nantinya akan bettor pakai didalam permainan.