Radioakustiskt ljudsystem
Ett radioakustiskt ljudsystem ( RASS ) är ett system för att mäta den atmosfäriska lapse raten med hjälp av backscattering av radiovågor från en akustisk vågfront för att mäta ljudets hastighet på olika höjder över marken. Detta är möjligt eftersom komprimering och sällsynthet av luft genom en akustisk våg ändrar de dielektriska egenskaperna, vilket ger partiell reflektion av den sända radarsignalen . Från ljudets hastighet kan temperaturen på luften i det planetariska gränsskiktet beräknas. Det maximala höjdområdet för RASS-system är vanligtvis 750 meter, även om observationer har rapporterats upp till 1,2 km i fuktig luft.
Princip
Funktionsprincipen bakom RASS är följande: Bragg-spridning uppstår när akustisk energi (dvs ljud) sänds in i den vertikala strålen på en radar så att våglängden på den akustiska signalen matchar radarns halva våglängd. Eftersom frekvensen för den akustiska signalen varieras, uppstår kraftigt förstärkt spridning av radarsignalen när Bragg-matchen äger rum.
När detta inträffar kan dopplerförskjutningen av radarsignalen som produceras av Bragg-spridningen bestämmas, såväl som den atmosfäriska vertikala hastigheten. Således kan ljudets hastighet som funktion av höjd mätas, från vilken virtuell temperatur (TV) profiler kan beräknas med lämpliga korrigeringar för vertikal luftrörelse. Den virtuella temperaturen för ett luftpaket är den temperatur som torr luft skulle ha om dess tryck och densitet var lika med dem för ett prov av fuktig luft. Som en tumregel kan en atmosfärisk vertikal hastighet på 1 m/s förändra en TV-observation med 1,6 °C.
Konfigurationer
RASS kan läggas till en radarvindprofilerare eller till ett sodarsystem . I det förra fallet måste de nödvändiga akustiska delsystemen läggas till radarvindprofileraren för att generera ljudsignalerna och utföra signalbehandling. När RASS läggs till en radarprofilerare placeras tre eller fyra vertikalt riktade akustiska källor (motsvarande högkvalitativa stereohögtalare) runt radarvindprofilerarens antenn, och elektroniska delsystem läggs till som inkluderar den akustiska effektförstärkaren och den signalgenererande kretsen brädor. De akustiska källorna används endast för att överföra ljud till radarns vertikala stråle, och är vanligtvis inkapslade i ljuddämpande höljen för att minimera störande effekter som kan störa närliggande grannar eller andra i instrumentets närhet.
När RASS läggs till en sodar, läggs de nödvändiga radarundersystemen till för att sända och ta emot radarsignaler och för att bearbeta radarreflektivitetsinformationen. Eftersom vinddata erhålls av sodarn behöver radarn bara sampla längs den vertikala axeln. Sodar-omvandlarna används för att överföra de akustiska signalerna som producerar Bragg-spridningen av radarsignalerna, vilket gör att ljudets hastighet kan mätas av radarn.
Upplösning
Den vertikala upplösningen för RASS-data bestäms av den eller de pulslängder som används av radarn. RASS-provtagning utförs vanligtvis med en pulslängd på 60 till 100 meter. På grund av atmosfärisk dämpning av de akustiska signalerna vid RASS-frekvenserna som används av gränsskiktsradarvindprofilerare, är höjdområdet som kan samplas vanligtvis 0,1 till 1,5 km, beroende på atmosfäriska förhållanden (t.ex. höga vindhastigheter tenderar att begränsa RASS-höjdtäckningen till några hundra meter eftersom de akustiska signalerna blåses ut ur radarstrålen).
Den här artikeln innehåller material från allmän egendom från Meteorological Monitoring Guidance for Regulatory Modeling Applications ( PDF) . USA:s regering .