Language
Country/Area
No result found
فوق السحاب: لماذا يعد رادار الموجات المليمترية أفضل أداة لاستكشاف السحب؟
مع تزايد تغير المناخ وتواتر الأحداث الجوية المتطرفة، يولي المجتمع العلمي المزيد والمزيد من الاهتمام لدراسة السحب. تؤثر طبيعة السحب وديناميكياتها بشكل مباشر على دقة التنبؤات الجوية والنماذج المناخية. وفي هذا الصدد، يعتبر رادار الموجات المليمترية أحد أفضل الأدوات لاستكشاف بنية السحابة وديناميكياتها. يوفر هذا النظام الراداري عالي التقنية دقة غير مسبوقة، مما يسمح للباحثين بتحليل الخصائص الفيزيائية الدقيقة للسحب وحتى تتبع تطورها.
كيف يعمل رادار الموجات المليمترية
رادار الموجة المليمترية هو نظام رادار مصمم خصيصًا لرصد السحب، ويتراوح نطاق تردد تشغيله بشكل عام بين 24 و110 جيجا هرتز، مقارنة برادار النطاق S التقليدي، ويبلغ طوله الموجي حوالي 1 ملم إلى 1.11 سنتيمتر. تتيح هذه الخاصية لرادار الموجات المليمترية اكتشاف قطرات الماء الصغيرة أو بلورات الجليد في السحب بشكل أكثر حساسية.
بفضل الدقة الزمنية والمدى العالية، يستطيع رادار الموجات المليمترية تحديد حدود السحب وخصائصها الفيزيائية الدقيقة بدقة، مما يساعد العلماء على فهم أفضل لعملية انعكاس السحب وامتصاصها وتحويل الطاقة الإشعاعية.
يعمل رادار الموجات المليمترية عادةً في نطاق Ka-band عند 35 جيجا هرتز ونطاق W عند 94 جيجا هرتز، وهما الترددان اللذان يتمتعان بأفضل إرسال في الغلاف الجوي. يتيح النطاق الزمني العالي ودقة المسافة للباحثين الحصول على بيانات تتراوح بين 1 و10 ثوانٍ ومراقبة الخصائص المختلفة للسحب بدقة تصل إلى عدة أمتار.
التطبيقات المتنوعة لرادار الموجات المليمترية
لا تستخدم هذه الرادارات لقياس الخواص الفيزيائية للسحب فحسب، بل تستخدم أيضًا على نطاق واسع لدراسة مواضيع مهمة أخرى مثل الضباب والحشرات والهباء الجوي. ونظرًا لأن رادار الموجات المليمترية يمكنه اكتشاف جميع أهداف الحشرات تقريبًا في يوم خالٍ من الغيوم، فقد أثبت قيمته الفريدة في أبحاث الحشرات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه الرادارات أيضًا اكتشاف الهباء الجوي الكبير، مما يساعد العلماء على فهم توزيع وشدة الهباء الجوي.
على سبيل المثال، يعتبر Cloud Profile Radar (CPR) الذي يعمل على القمر الصناعي CloudSAT منذ عام 2006 مثالًا تطبيقيًا ناجحًا لرادار الموجات المليمترية.
الخصائص التقنية لرادار الموجات المليمترية
يحتوي رادار الموجات المليمترية على مجموعة متنوعة من التقنيات المتقدمة، بما في ذلك قدرات قياس الاستقطاب، والتي يمكنها قياس حجم وشكل قطرات الماء وبلورات الجليد في السحب. يعد تطوير هذه التقنية مهمًا بشكل خاص لدراسة السحب ذات الطور المختلط في الغلاف الجوي، نظرًا لأن شكل بلورات الجليد يعد عاملاً مهمًا يؤدي إلى أخطاء في استرجاع الحجم وتركيز الأعداد في عمليات رصد الليدار والرادار المدمجة رأسيًا.
بالإضافة إلى ذلك، ينعكس تنوع رادارات الموجات المليمترية أيضًا في أشكال تركيبها، بما في ذلك الأنظمة الموجودة على الأرض وفي الجو وفي الفضاء. على سبيل المثال، تم تجهيز العديد من طائرات البحث العلمي برادار الموجات المليمترية، مثل طائرة HALO وطائرة البحث KingAir في وايومنغ، والتي تتيح للباحثين إجراء قياسات السحب على ارتفاعات وبيئات مختلفة.
التطورات والتحديات المستقبلية
على الرغم من أن رادار الموجات المليمترية أظهر قدرات ممتازة في الأبحاث السحابية، إلا أنه لا يزال يواجه تحديات مختلفة. على سبيل المثال، لا تزال كيفية تحسين دقة بيانات الرادار لالتقاط التغييرات الصغيرة بدقة والتعامل مع حالة عدم اليقين في بيئة الغلاف الجوي مشكلة صعبة يحتاج المجتمع العلمي إلى التغلب عليها.
ستعمل أيضًا مهمة مستكشف السحب الأرضية والهباء الجوي والإشعاع (EarthCARE)، التي سيتم إطلاقها في مارس 2023، على دفع هذه التقنية إلى مستوى جديد. وهذا هو أول رادار لملف السحابة الفضائية مزود بقدرات دوبلر.
الأفكار النهائية
يستمر تطوير وتطبيق رادار الموجات المليمترية في تعزيز فهمنا للسحب، مما يساعد على تحسين دقة التنبؤات الجوية والتنبؤات المناخية. ومع ذلك، في مواجهة أنظمة الطقس المتغيرة باستمرار، سواء كانت تقنية أو أساليب، هل يمكننا الاستمرار في تحقيق اختراقات في الاستكشاف وتمهيد الطريق لأبحاث المناخ المستقبلية؟
