Giáo trình Khí tượng radar (Phần 2) - Nguyễn Hướng Điền

92 trang ngocly 2240

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Khí tượng radar (Phần 2) - Nguyễn Hướng Điền", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_khi_tuong_radar_phan_2_nguyen_huong_dien.pdf

Nội dung text: Giáo trình Khí tượng radar (Phần 2) - Nguyễn Hướng Điền

Chương 4 nhận biết mục tiêu khí tượng bằng radar thời tiết 4.1. Nhận biết các loại mây qua độ phản hồi vô tuyến của radar 4.1.1. Nguyên lí nhận biết các loại mây qua phản hồi vô tuyến Các quan trắc radar từ quét 3 chiều hay quét khối (volume scan) cung cấp các giá trị cường độ PHVT trên từng góc cao của anten đã chọn ra tới bán kính quét tối đa của radar. Các giá trị độ phản hồi vô tuyến (dBz) từ mỗi mục tiêu mà cánh sóng anten cắt qua đều được thu nhận và hiển thị. ảnh PHVT của radar chưa số hoá trước đây có độ phân giải thấp (trong radar thời tiết MRL-1, MRL-2, MRL-5 các pixel có kích thước là 30 30 km). Các hiện tượng thời tiết liên quan đến mây được nhận biết căn cứ vào các đặc trưng đo đạc được trong các không gian nói trên. Vì các ô không gian (pixel) có diện tích lớn nên có nhiều hiện tượng thời tiết bị bỏ qua, chỉ quan tâm được những hiện tượng có cường độ mạnh nhất trong ô vuông đó. Thời gian để đổi thông tin (độ phân giải thời gian) thông thường là 20 đến 30 phút nên có những hiện tượng thời tiết qui mô nhỏ cũng không được phát hiện. Các radar thời tiết được sản xuất sau này đều là loại đã số hoá và ảnh PHVT của chúng có độ phân giải cao. Trong các radar Doppler, các hiện tượng thời tiết còn được nhận biết nhờ các quan trắc về trường gió (hướng và tốc độ gió, độ rộng phổ tốc độ gió). Các radar phân cực thì cho biết thêm về trạng thái của hạt mây, mưa qua sự thay đổi của độ phân cực sóng phản hồi so với sóng phát. Hơn thế nữa, ngày nay người ta còn nghiên cứu kết hợp các hình ảnh do nhiều radar thu được với nhau và với các ảnh vệ tinh để có được một bức ảnh diện rộng, chứa nhiều thông tin phục vụ cho việc phân tích và dự báo thời tiết. Các pixel không gian của các radar ngày nay ứng với các ô có kích thước nhỏ (500 500m, 250 250m, ) và độ phân giải thời gian chỉ vài phút nên các hiện tượng thời tiết được phát hiện đầy đủ và kịp thời, không có tình trạng bị bỏ qua kể cả những hiện tượng thời tiết có qui mô nhỏ (kích thước vài km, thời gian tồn tại vài phút). Thông tin được lưu giữ và có thể xem lại được “lịch sử” phát sinh và phát
triển của các quá trình qui mô nhỏ. Vì vậy độ chính xác của việc mô tả các hiện tượng thời tiết và những biến động của chúng đầy đủ hơn. ảnh hiển thị cũng có màu sắc sinh động hơn. Tuy nhiên, nguyên lí nhận biết mây và các hiện tượng thời tiết qua ảnh PHVT của các radar đã số hoá cũng giống như loại không số hoá trước đây. Nguyên lí nhận biết mây, mưa trong các radar thông dụng được dựa vào đặc điểm của phản hồi vô tuyến mà radar quan trắc được, đó là: - Độ cao giới hạn trên và dưới, - Cường độ phản hồi vô tuyến, - Hình dạng và cấu trúc ảnh phản hồi trên màn hình (mặt cắt ngang PPI và mặt cắt thẳng đứng RHI), - Vị trí của phản hồi so với radar. Mỗi một hiện tượng thời tiết liên quan đến mây có một đặc điểm riêng. Các đặc điểm này thường phải tổng kết, đánh giá độ tin cậy trên cơ sở những số liệu quan trắc đối chứng của radar và của các trạm khí tượng mặt đất trong khu vực radar hoạt động. Vì vậy các hiện tượng thời tiết được nhận biết theo số liệu radar mang tính xác suất thống kê và có tính địa phương. 4.1.2. Nhận biết các loại mây Khi ứng dụng vào thực tế, phần lớn các độ phản hồi vô tuyến nhỏ hơn 18 dBz được coi là không phải là mưa mà có thể là phản hồi từ hạt mây hoặc các hạt tán xạ nhỏ khác. Tuy nhiên, số liệu phản hồi có thể được dùng để xác định độ cao mây cũng như dạng mây. Dưới đây là đặc điểm của vùng PHVT của một số loại mây: - Phản hồi vô tuyến mây ti (Ci): Hình 4.1. Phản hồi vô tuyến mây Ci trên màn chỉ thị quét đứng RHI
+ Trên mặt cắt thẳng đứng PHVT mây Ci thể hiện thành dải hẹp, độ cao > 6 km, ở khoảng cách gần; + Trên mặt cắt ngang rất ít khi bị phát hiện ; 6 3 + Độ phản hồi rất nhỏ lg Z -3,0 (Z tính ra mm /m ) hay Z’ -30 dBz; + Phản hồi mây Ci chỉ phát hiện được trong phạm vi 50 –70 km cách trạm radar. Hình 4.1 là một ví dụ về hiển thị mây Ci thu được bởi radar không số hoá. - Phản hồi vô tuyến mây trung (A): + Trên mặt cắt thẳng đứng (RHI) thể hiện thành dải rộng hơn của mây Ci, có độ cao giới hạn dưới (chân mây) trên 2 km. Khi có mưa thì độ cao chân mây kéo dài xuống mặt đất; + Trên mặt cắt ngang (PPI) chúng thể hiện thành màn, lgZ 0 và chiếm một diện tích rộng, và chỉ phát hiện được đến < 200 km; + Độ phản hồi tương đối đồng nhất theo các hướng. Hình 4.2. là một ví dụ về hình ảnh hiển thị mây As cùng mây Ns thu được bằng radar không số hoá. Hình 4.2. ảnh mây Ns (phần dưới) và As (phần trên) trên màn chỉ thị quét đứng RHI - Phản hồi vô tuyến mây thấp (S): + Trên màn hình quét thẳng đứng: PHVT thể hiện thành dải hẹp. Độ cao của vùng có độ PHVT cực đại HMax 5 km. Khi có mưa thì vùng phản hồi kéo dài xuống mặt đất. Khi không có mưa thì độ cao chân mây H 2 km; + Độ phản hồi đồng nhất;
+ Trên màn hình ngang (PPI) vùng PHVT mây thể hiện thành màn rộng và chỉ phát hiện được ở r 120 km. Giá trị độ phản hồi lgZ = -2  2,5, giới hạn giữa vùng có mây và không mây không rõ. - Phản hồi vô tuyến mây vũ tầng (Ns): Mây vũ tầng có mưa trên diện rộng và kéo dài, tồn tại lâu. Nếu đang mưa, trên màn hình thẳng đứng (RHI) chúng thể hiện thành dải có độ dày lớn kéo dài xuống mặt đất. Độ cao giới hạn trên của mây có khi vượt quá 9 km. Hình ảnh của nó trên màn chỉ thị quét đứng cũng tương tự như mây Ci nhưng dày hơn và có độ PHVT lớn hơn. Thêm vào đó, ở gần độ cao của mực 00C nhiều khi tồn tại một dải sáng (tầng tan băng). Trên màn chỉ thị của các radar số hoá thì đó là dải màu ứng với độ PHVT lớn, còn trên mặt chỉ thị quét tròn (PPI) nó là một hình vành khuyên có độ phản hồi lớn. Sự suất hiện dải sáng- nơi có độ phản hồi tăng đột ngột so với các mực xung quanh- là một đặc điểm quan trọng của PHVT mây vũ tầng. - Phản hồi vô tuyến mây tích (Cu, Cb): Hình 4.3. ảnh mây Cb quét đứng Trên màn hình RHI các đám mây phát triển thẳng đứng thể hiện khá rõ hình dạng của chúng. Độ cao giới hạn và hình dạng thay đổi phụ thuộc vào giai đoạn phát triển của mây. ở giai đoạn mây vũ tích hoặc trước vũ tích độ cao đỉnh mây có thể 13-17 km. ở giai đoạn mới hình thành với chiều cao mây từ 3 - 5 km, độ phản hồi không đồng nhất cả theo chiều cao và chiều rộng. Hình 4.3. là một ví dụ về ảnh hiển thị RHI của mây vũ tích thu được bằng radar không số hoá. Trên màn chỉ thị PPI các vùng phản hồi của mây đối lưu thể hiện thành từng đám nằm rải rác hoặc có một sự xắp đặt nhất định phụ thuộc vào hình thế thời tiết. Độ phản hồi vô tuyến Z’ (tính ra dBz) thường > 0 và thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển. Đặc điểm nổi bật của PHVT của mây tích là giới hạn giữa vùng có mây
và không mây rất rõ. ở tâm màn hình có một vùng sáng, đó là nhiễu do búp sóng phụ quét vào các vật gần nơi đặt radar. Hình 4.4. ảnh mây Ac, Cb và Cc trên màn chỉ thị quét tròn Hình 4.4. là một ví dụ về hình ảnh hiển thị mây trung tích (Ac), vũ tích (Cb) và ti tích (Cc) thu được bằng radar không số hoá trên màn chỉ thị quét tròn. 4.2. Nhận biết hiện tượng đứt thẳng đứng của gió qua số liệu của radar không Doppler Hình 4.5. Minh hoạ hiện tượng đứt của gió theo phương thẳng đứng Hiện tượng PHVT của mây trên màn chỉ thị RHI của radar thời tiết bất kì bị tách và “trôi” khỏi gốc là biểu hiện của hiện tượng có sự đứt thẳng đứng của gió trong khí quyển. Có thể quan sát sự di chuyển của đám phản hồi trên các độ cao khác nhau (sự thay đổi vị trí các đám trên màn hình PPI ở các góc cao khác nhau) theo thời gian để xác định chính xác sự thay đổi hướng và tốc độ của gió. Hình 4.5 minh hoạ hiện tượng này, đó là sơ đồ hình ảnh của cùng một đám mây quan sát
được vào ba thời điểm liên tiếp khác nhau. Riêng ở radar Doppler thì sự thay đổi hướng và tốc độ gió còn có thể xem trên các ảnh hiển thị tốc độ gió, thậm chí chỉ trên một hình, mà ta không xét ở đây. 4.3. Nhận biết các hiện tượng thời tiết nguy hiểm liên quan đến mây đối lưu mạnh (dông, tố, lốc, vòi rồng) 4.3.1. Dấu hiệu chung của phản hồi vô tuyến mây đối lưu có khả năng gây ra các hiện tượng nguy hiểm Các hiện tượng thời tiết nguy hiểm liên quan đến mây đối lưu mạnh (như dông, tố, lốc, vòi rồng ) được nhận biết gián tiếp căn cứ vào các đặc điểm định tính và định lượng của PHVT mây quan trắc được trên màn hình như hình dáng và cấu trúc phản hồi, độ phản hồi, độ cao, tốc độ di chuyển Có thể liệt kê những dấu hiệu của phản hồi vô tuyến mây đối lưu có khả năng gây ra các hiện tượng nguy hiểm như sau: 1) Độ cao đỉnh phản hồi vô tuyến mây lớn khác thường: Hmax > 15 km (đỉnh PHVT mây xuyên thủng đối lưu hạn và vượt quá 3-4 km). 2) ở độ cao 6-7 km, độ phản hồi cực đại vượt quá 48 dBz. 3) Đường biên của đám PHVT rất rõ, gradient thẳng đứng của độ PHVT lớn. 4) Phản hồi có hình móc hoặc vòng nhẫn gắn vào đám phản hồi mẹ (đám phản hồi lớn). 5) Phản hồi di chuyển với tốc độ lớn trên 40 knots (trên 74 km/h). 6) Có một vùng không có phản hồi trong đám phản hồi (dry holes). 7) Tốc độ phát triển của đỉnh PHVT lớn hơn 600m/phút. 8) Có sự hội tụ của các đám phản hồi. 9) Một đám phản hồi phát triển mạnh trở nên rất lớn (Super Cell) và có thể gây ra lốc. Các hiện tượng thời tiết nguy hiểm sẽ được nhận biết chính xác hơn nếu kết hợp các ảnh PHVT với các sản phẩm của radar Doppler như ảnh phân bố tốc độ gió xuyên tâm, độ rộng phổ 4.3.2. Nhận biết dông Dông trong khí tượng được hiểu là hiện tượng phức hợp do mây đối lưu phát triển rất mạnh (mây dông) trong khí quyển gây ra. Nó thường kèm theo gió mạnh, mưa rào, sấm sét dữ dội, thậm chí cả mưa đá, vòi rồng (ở vùng vĩ độ cao có khi còn có cả tuyết rơi). 4.3.2.1. Cấu trúc cơ bản của một đám mây dông
ổ mây dông được hình thành và xuất hiện trên một vùng khá rộng mà trên đó có các dòng chuyển động thẳng đứng tương đối mạnh của không khí. Thời gian tồn tại trung bình của một đám mây dông từ nửa giờ cho đến một giờ. Quá trình phát triển của hầu hết các cơn dông đều có thể chia làm 3 giai đoạn: giai đoạn hình thành mây Cu, giai đoạn trưởng thành (chín muồi) và giai đoạn tan rã. - Giai đoạn hình thành mây Cu: Dòng thăng vượt lên từ mặt đất cho đến vài ngàn feets. Hơi nước ngưng tụ, các hạt mây bắt đầu phát triển và lớn dần lên. Hạt mưa bắt đầu rơi xuống và dòng giáng phát triển. Tuy nhiên các hạt mưa này vẫn chưa rơi xuống tới mặt đất được mà chỉ ở trong mây (hình 4.6). Hình 4.6. Các giai đoạn hình thành mây Cu (a), phát triển (b) và tan rã (c) của mây dông - Giai đoạn trưởng thành: Các hạt mưa rơi xuống và dòng giáng tồn tai song song cùng với dòng thăng. Dòng giáng mạnh nhất là ở phần dưới của mây, phát sinh một vùng phân kì và hình thành một vùng front cỡ nhỏ. Những ổ mây mới có thể được hình thành ở phía bên trên của dòng ra này. Mưa mạnh nhất là ở giai đoạn này và có thể xảy ra mưa đá. - Giai đoạn tan rã: Các dòng giáng tản ra ở toàn bộ phía dưới của mây, làm cho nó yếu dần và tan rã. Chỉ xuất hiện mưa nhỏ và không kéo dài lâu. 4.3.2.2. Những cơn dông đối lưu đơn ổ hoặc đa ổ - Những cơn dông đối lưu đơn ổ thường, bao gồm một ổ mây nhỏ, thời gian tồn tại ngắn. - Những cơn dông đối lưu đơn ổ mạnh (siêu ổ) tồn tại lâu. - Những cơn dông đối lưu đa ổ thường bao gồm những ổ mây thường hợp lại với nhau. Đây là những ổ mây hoạt động khá mạnh. - Những cơn dông đối lưu đa ổ mạnh bao gồm những ổ mây thường và một vài siêu ổ hoặc tất cả là siêu ổ hợp lại với nhau (trường hợp toàn siêu ổ hiếm khi xảy ra).
Các ổ mây dông đôi khi sắp xếp thành dải kết thành một màn mây gần như liên tục, rộng khoảng từ 10-50 km, dài vài trăm km dọc theo đường front lạnh, chuyển động ổn định theo hướng di chuyển của front. Đó là đường gió giật mà ta sẽ nói tới sau. Chúng có thể là các ổ mây thường hoặc một số ổ mây thường kết hợp với một vài siêu ổ hoặc tất cả đều là siêu ổ (trường hợp cuối này hiếm). Những cơn dông đa ổ được đặc trưng bởi sự hình thành liên tiếp của những ổ mây Cu mới (hình 4.7). Những đám mây này hình thành sau những khối mây Cu chính một khoảng thời gian từ 10 đến 40 phút. Hình 4.8 là diễn biến PHVT theo thời gian của một đám mây dông đơn ổ Hình 4.7. Sơ đồ PHVT của một đám mây dông đa ổ (các số ghi trên các đường đẳng trị có đơn vị là dBz) Hình 4.8. Sơ đồ diễn biến PHVT theo thời gian của một đám mây dông đơn ổ (các số ghi trên các đường đẳng trị có đơn vị là 10 dBz)
4.3.2.3. Các chỉ tiêu nhận biết dông Đối với radar không Doppler người ta xây dựng các chỉ tiêu nhận biết đối với dông và các hiện tượng như mưa đá, tố, lốc qua các đặc trưng PHVT của mây. - Chỉ tiêu độc lập: loại chỉ tiêu này chỉ sử dụng đặc trưng PHVT của mây do radar đo được, ví dụ độ cao của đỉnh PHVT, cường độ PHVT. Nếu chỉ sử dụng một đặc trưng thì chỉ tiêu gọi là đơn trị. ở vùng phía bắc Việt Nam, nếu đỉnh phản hồi vượt quá 16 km hoặc lgZ3 3,0 (Z3 là độ phản hồi ở mực H 0 = H0 + 2 km 7 km, trong đó H0 là độ cao của mực 0 C) thì khả năng có dông sẽ vượt quá 80 % (theo số liệu của trạm radar Phù Liễn). Các chỉ tiêu đơn trị thường có độ chính xác không cao. Ví dụ, nếu lấy độ cao của đỉnh PHVT mây làm chỉ tiêu nhận biết dông thì ở giai đoạn vũ tích (trưởng thành) mây có thể có cùng độ cao như ở giai đoạn sau dông, tức là khi mây đã chuyển sang giai đoạn tan rã. Nếu chỉ tiêu được xây dựng sử dụng nhiều đại lượng do radar cung cấp, thì gọi là chỉ tiêu tổng hợp. Chẳng hạn như ở trạm radar Phù Liễn, các chuyên gia đã dùng cả Hm (độ cao đỉnh PHVT) và Z3 để xây dựng sẵn đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa xác suất hình thành dông P(%) với đại lượng Y=Hm.lgZ3 theo các số liệu lịch sử (hình 4.9). Sau đó, khi có một ảnh PHVT mới, ta tính đại lượng Y theo công thức trên và đối chiếu với đồ thị để tìm ra xác suất hình thành dông (từ giá trị Y trên trục hoành, chiếu song song với trục tung lên đồ thị rồi lại chiếu tiếp lên trục tung để tìm P). Chỉ tiêu này được thiết lập dựa trên nguyên tắc là khả năng gây dông của mây được quyết định bằng kích thước hạt mây và sự tồn tại các hạt nước ở dạng rắn. Mây càng cao (Hm lớn) thì số lượng hạt ở thể rắn càng nhiều, độ phản hồi càng lớn (Z3 lớn) thì càng có nhiều hạt có kích thước lớn. P 80 1 3 2 40 O -20 -10 10 20 30 40 Y Hình 4.9. Xác suất xuất hiện dông theo Y=Hm.lgZ3. Đường 1: r <100 km; Đường 2: 100-200 km; Đường 3: 200-300 km
Một chỉ tiêu hiệu chỉnh tổng hợp khác, ngoài các đại lượng do radar cung cấp còn sử dụng cả các đại lượng quan trắc thám không (như độ cao tầng 00C, độ cao đối lưu hạn ). Loại chỉ tiêu thông dụng nhất là: Tính Y = H-22lgZ3 . (4.1) Nếu Y H-22(lgZ3)min . (4.2) 0 trong đó, H-22 là độ cao của mặt đẳng nhiệt –22 C đo được bằng bóng thám không trong ngày hôm đó. Vùng lấy các đặc trưng PHVT của mây phải ở trong khu vực mà số liệu thám không còn có ý nghĩa; (lgZ3)min là giá trị lgZ nhỏ nhất trong mây quan trắc thấy trong khu vực mà vẫn có dông xảy ra (theo số liệu lịch sử). Ngoài các chỉ tiêu định lượng còn sử dụng một số chỉ tiêu định tính như hình dáng PHVT mây trên màn hình: Ví dụ: phản hồi có hình móc câu, hình con sò thường sinh ra dông mạnh kèm theo tố, lốc. Các chỉ tiêu trên không cố định mà phụ thuộc vào đặc điểm địa lí vì vậy chúng mang tính chất địa phương. Đối với radar Doppler, ngoài trường PHVT, người ta còn dựa vào các đặc trưng của trường gió. Muốn có được các chỉ tiêu nhận biết hiện tượng với độ tin cậy cao cần phải thiết lập công thức trong đó có chứa các đặc trưng lấy từ sản phẩm CMAX, CAPPI(V) của radar Doppler, quan trắc thực nghiệm lấy số liệu đối chứng. 4.3.3. Nhận biết đường tố Các đám mây đối lưu đôi khi sắp xếp thành dải kết thành một màn mây gần như liên tục, rộng khoảng từ 10-50 km, dài vài trăm km dọc theo đường front lạnh, chuyển động theo hướng ổn định hay gây nên gió giật. Dải này được gọi là đường gió giật hay đường tố. Tố là hiện tượng gió giật (tốc độ và hướng gió thay đổi đột ngột), nhiệt độ không khí giảm mạnh, độ ẩm tăng nhanh thường kèm theo sấm sét, mưa rào hoặc mưa đá. Đường tố di chuyển nhanh với tốc độ > 15 km/h có khi tới cấp 10. Đường tố hình thành do không khí lạnh di chuyển nhanh đã đẩy mạnh không khí nóng ẩm ở phía trước front lên cao, tạo ra các ổ mây đối lưu sâu (thường là mây Cb hình đe) dính liền vào nhau thành một dải. Gió ở sau front giật từng cơn và tốc độ trung bình phải đạt từ 8 m/s trở lên, lúc mạnh phải tăng lên ít nhất tới 11 m/s và duy trì trong thời gian ít nhất một phút.
Đường tố đôi khi cũng hình thành ở gần các vùng xoáy mạnh (chẳng hạn như bão), chuyển động ra xa khỏi xoáy về phía vùng quang mây trước nó. Các đường này do không khí lạnh phân kì ở bên trên vùng xoáy, bị giáng thuỷ kéo xuống gần mặt đất rồi chuyển động ra xa vùng xoáy, đẩy không khí nóng ẩm lên cao, tạo ra các đám mây đối lưu. Khi đã hình thành, đường tố thường di chuyển theo hướng gần như vuông góc với chính nó. Đôi khi nó còn tồn tại một thời gian dài mặc dù xoáy đã tan và không còn quan trắc thấy trên màn ảnh hiển thị của radar nữa. Thời gian tồn tại của mỗi đường có thể tới vài giờ, nhưng đường này tan thì có thể đường khác lại xuất hiện. Hình 4.10. Phản hồi vô tuyến mây biểu hiện vị trí đường tố Đường tố là một hiện tượng của gió mà radar Doppler thường quan trắc được: trên màn hiển thị PPI, nó thể hiện thành một dải gồm nhiều ổ đối lưu (hình 4.10) chuyển động theo hướng vuông góc với dải. Chuyển động của đường tố tương đối ổn định nên dễ dự báo. Dựa vào các đặc trưng của trường gió ta cũng có thể nhận biết được đường tố: gió ở phía trước đường tố yếu hơn ở phía sau nó khá nhiều. Trong thực tế tốc độ gió ở phía sau đường tố nhanh hơn tốc độ di chuyển của đường. Tuy nhiên, khi đường tố nằm dọc theo đường bán kính quét của radar (tức chuyển động vuông góc với phương bán kính), ta sẽ khó phát hiện ra nó nếu chỉ dựa vào thông tin về gió Doppler. Độ rộng phổ của tốc độ gió cũng là đặc trưng được sử dụng để xác định vị trí của đường tố bởi vì tại đó tốc độ gió thay đổi rất mạnh. Trên ảnh độ rộng phổ, ta có
thể quan trắc được đường gió giật ngay cả khi nó di chuyển vuông góc với phương bán kính. Đường tố rất nguy hiểm đối với máy bay đang cất, hạ cánh. Khi đường tố đi qua điểm nào thì ở đó gió chuyển hướng và tốc độ tăng lên đáng kể. Nếu cảnh báo trước về đường tố cho các sân bay sẽ đảm bảo an toàn cho máy bay khi điều khiển nó cất hoặc hạ cánh. Radar DWSR – 93C đã có phần mền xử lí để phát hiện và cảnh báo hiện tượng nguy hiểm này. 4.3.4. Nhận biết lốc và vòi rồng Lốc là những xoáy giống như bão nhưng kích thước rất nhỏ, đường kính vùng xoáy mạnh nhất cỡ vài chục hoặc vài trăm mét. Lốc xoáy có trục thẳng đứng, cuốn không khí lên. Lốc rất khó dự báo. Nguyên nhân sinh gió lốc cũng tương tự như bão: trong những ngày hè nóng nực, mặt đất bị đốt nóng không đều nhau, một vùng nào đó hấp thụ nhiệt thuận lợi sẽ nóng hơn, tạo ra vùng khí áp giảm và tạo ra dòng thăng; không khí lạnh hơn ở chung quanh tràn đến và bị lực Coriolis làm lệch hướng, tạo hiện tượng gió xoáy. Trên màn hình của radar, PHVT của vùng có lốc chỉ hiển thị được nếu có kèm theo giáng thuỷ hoặc bụi do nó cuốn lên. Tuy nhiên, vùng gió xoáy lên nhiều khi không có giáng thuỷ mà chỉ ở xung quanh đó mới có, do vậy, trên màn hình PPI ta sẽ thấy một vùng không có mây hoặc phản hồi yếu trong một đám phản hồi mạnh dạng tròn, giống như mắt bão. Song do kích thước nhỏ mà những dấu hiệu này rất khó nhận biết. Nếu lốc rất mạnh (thường xảy ra trên vùng biển hoặc trên vùng có địa hình bằng phẳng, ít ma sát), nó có thể hút lên cao không chỉ bụi mà cả các vật nhẹ đôi khi cả những vất khá nặng (như lá cây, giấy, tấm tôn, cá ), rồi “quẳng” chúng ra xa khỏi vị trí ban đầu. Đó là hiện tượng vòi rồng. Trong những vòi rồng cực mạnh tốc độ gió cực đại có thể đạt tới 128 m/s. Vùng PHVT của lốc có vòi rồng thường thể hiện thành một chỗ lồi gắn vào đám mây mẹ rồi xoáy lại thành dạng móc câu, có khi khép kín lại thành một vòng nhẫn. Nhiều khi phải theo dõi liên tục các ảnh phản hồi ta mới thấy được hiện tượng này. Các đám phản hồi vô tuyến mây đối lưu có dạng đường sóng cũng có khả năng gây ra lốc.
Hình 4.11. Hiển thị PPI của xoáy mạnh dạng móc câu (theo Brandes, 1977) Các PHVT dạng móc câu trên màn chỉ thị PPI (hình 4.11) là dấu hiệu radar đặc trưng thường thấy khi có vòi rồng. PHVT dạng móc câu được hình thành do sự chuyển động xoáy mạnh của mưa xung quanh các dòng thăng trong xoáy vòi rồng. Vùng móc câu không phải là vùng xoáy mạnh thực sự, mà thực tế chỉ là vùng mưa xung quanh xoáy. Nó có kích thước nhỏ khoảng 10 nm và nhỏ hơn so với phần chính của xoáy. Ngay cả với dông cực mạnh, nó cũng không lớn hơn 15 nm. Móc câu có thể được xác định ở mực trung bình của xoáy, đôi khi vượt quá độ cao 10 km. Thường móc câu được tìm kiếm ở các mức góc cao nhỏ nhất của anten. PHVT dạng móc câu là tín hiệu khó nhận dạng vì kích thước tương đối nhỏ và thời gian tồn tại ngắn, hơn nữa, không phải tất cả các vòi rồng đều tạo ra ra PHVT dạng móc câu vì có thể bị mưa và bụi trùm lên hết cả vùng. Những cảnh báo lốc của radar không Doppler dựa trên cường độ PHVT, độ cao đỉnh PHVT của xoáy và các hình dạng xoáy hay móc câu của PHVT. Radar Doppler có thêm sản phẩm gió và độ rộng phổ tốc độ gió giúp ích nhiều cho công việc này. Những vùng ở hai bên của tâm xoáy có gió thổi theo hai hướng ngược nhau. Dấu hiệu này được sử dụng trong thuật toán TVS (tornadic vortex signature) để phát hiện lốc. Trường độ rộng phổ lớn là yếu tố đặc trưng của xoáy lốc nguy hiểm. Những dấu hiệu khác nhau của lốc, vòi rồng và các xoáy nguy hiểm khác có thể nhanh chóng phát hiện ra bằng cách theo dõi liên tục các hiển thị của trường PHVT, gió Doppler và độ rộng phổ tại các độ cao khác nhau. 4.3.5. Nhận biết luồng giáng mạnh của không khí Một trong những hiện tượng quan trọng về gió có thể xác định được bằng radar Doppler đó là luồng giáng (dowburst) của không khí. Từ khi hiện tượng này được TS. Ted Fujita (Đại học tổng hợp Chicago) phát hiện vào năm 1974, nó được nghiên cứu một cách rất chi tiết. Nhiều vụ tai nạn máy bay xảy ra do rơi vào vùng này.
Nếu luồng giáng có kích thước ngang nhỏ thì nó được gọi là luồng giáng vi mô (microburst), ngược lại là vĩ mô (macroburst). Vậy luồng giáng vi mô của không khí là gì và nguyên nhân nào gây ra chúng? Theo Fujita: “luồng giáng vi mô của không khí là vùng dòng giáng với tốc độ lớn và phân kì khi xuống gần mặt đất, tàn phá trong vùng bán kính 4 km hoặc nhỏ hơn”. Mặt dù kích thước ngang của luồng giáng vi mô nhỏ song tốc độ giáng có thể đạt tới 75 m/s. Ngược lại, do kích thước lớn mà luồng giáng vĩ mô thường có tốc độ không lớn, do đó không nguy hiểm và ít được người ta quan tâm. Tất cả các mây đối lưu được hình thành do các dòng không khí ẩm chuyển động đi lên, ngưng kết và tạo thành hạt mây. Khi các hạt nước trong mây đủ lớn, chúng rơi xuống thành mưa rào hoặc mưa dông. Do tính bảo toàn khối lượng của không khí mà dòng thăng bao giờ cũng có vùng dòng giáng đan xen. Trong nhiều đám mây, nhất là những mây dông mạnh, người ta quan trắc thấy những luồng giáng rất mạnh. Có ba nguyên nhân chủ yếu gây nên luồng giáng: luồng giáng do mưa mạnh, luồng giáng do không khí lạnh đi vì quá trình bốc hơi của hạt mưa khi rơi vào vùng không khí chưa bão hoà và luồng giáng do không khí lạnh đi vì các hạt băng tan ra khi rơi vào vùng không khí ấm (khi đó, không khí lạnh, do nặng hơn, sẽ “chìm” xuống dưới, thêm vào đó nó lại bị cuốn xuống theo mưa, tạo nên luồng giáng). Thực tế cho thấy nếu dòng giáng không thẳng đứng, tốc độ gió phân kì gần mặt đất sẽ không đều ở mọi phía. Tương tự như vậy, nếu cơn dông di chuyển ngang với một vận tốc nào đó thì gió toả ra ở gần mặt đất từ dòng giáng cũng không đều, gió ở một phía của dòng giáng sẽ mạnh hơn nhiều so với gió ở phía bên kia. Nếu cơn dông chuyển động rất nhanh thì ở phía trước dòng giáng, gió mặt đất có hướng trùng với hướng di chuyển của dông, còn ở phía sau không có gió hoặc chỉ có gió thổi ngược lại rất yếu. Giữa hai phía này hình thành một đường đứt gió. Đường đứt đó có độ đứt giữa hai phía đạt tới 10 m/s hoặc lớn hơn. Trên màn hiển thị của radar cần phân biệt giữa luồng giáng ẩm với luồng giáng khô. Khi luồng giáng mạnh có kèm theo một lượng mưa đáng kể, chuyển động ngang của các hạt mưa được xác định bởi gió ngang do luồng giáng tạo ra. Vì thế luồng giáng của không khí kèm theo mưa rất dễ phát hiện bởi các radar Doppler. Cũng có nhiều trường hợp không mây mà ta vẫn quan trắc thấy luồng giáng vì trong lớp biên khí quyển còn có các hạt bụi hay côn trùng nhỏ cho ta PHVT đủ để phát hiện luồng giáng. Radar Doppler có thể xác định tốc độ gió xuyên tâm của mục tiêu chuyển động trong vùng nó quan trắc. Không phụ thuộc vào vị trí của radar so với luồng giáng, radar phải quan trắc được gió đi vào gần radar và gió đi ra xa radar. Hiện nay radar Doppler DWSR – 93C đã có phần mền xử lí tự động phát hiện và cảnh báo luồng giáng của không khí theo chỉ tiêu đã được định trước.
4.4. Nhận biết bão Khi bão đổ bộ lên bờ, cường độ của nó sẽ bị giảm đi do bị cắt mất nguồn cung cấp ẩm và do ma sát bề mặt tăng lên. Thời tiết nguy hiểm như vòi rồng, đường gió giật, mưa đá thường kèm theo với đổ bộ của bão. Do bão tồn tại lâu (vài ngày) và có quỹ đạo chuyển động có thể dự báo được nên bão thường được cảnh báo trước. 4.4.1. Cấu trúc của trường PHVT mây và mưa trong bão Nhìn chung trường mây thể hiện trên màn hình radar của một cơn bão điển hình bao gồm 5 thành phần cơ bản sau đây: - Đường gió giật (đường tố) trước bão, - Các dải đối lưu bên ngoài, - Các dải mây hình xoắn và lá chắn mưa, - Tường mây mắt bão và mắt bão, - Đuôi bão. Hình 4.12. Trường PHVT của cơn bão do radar Doppler tại Guam quan trắc được (ảnh của Tom Yoshida, 2002) Cụ thể cấu trúc thể hiện rõ như sau: 1) Đường gió giật trước bão Hình 4.13. Xoắn loga và góc
Quan trắc nhiều cơn bão các tác giả nhận thấy rằng một đến vài ngày trước khi bão đổ bộ vào đất liền, ở vào khoảng 300-700 km trước tâm bão xuất hiện một dải gồm các đám mây đối lưu mạnh, có độ phản hồi mạnh, độ cao đỉnh PHVT lớn, cho dông và mưa rào. Những dải này được gọi là đường gió giật trước bão. Những đám mây này sắp xếp theo một dải hẹp, có thể dài đến hàng trăm km. Đường gió giật độc lập có thể tồn tại vài giờ, sắp xếp vuông góc với hướng di chuyển của cơn bão và thường di chuyển theo hướng hầu như trùng với hướng di chuyển của tâm bão. Đây là một dấu hiệu tốt để có được những định hướng ban đầu về hướng di chuyển của bão. Khi bão đổi hướng thì vị trí của đường gió giật cũng thay đổi. Độ dày, hình dáng của đường gió giật không liên quan đến cường độ hay đặc điểm khác của cơn bão. Đường gió giật chỉ tồn tại trên biển. Khi bão di chuyển thì nó cũng di chuyển theo, vào gần bờ thì tan đi và đường khác lại xuất hiện. Đường gió giật không xuất hiện khi bão vào đất liền. 2) Vùng đối lưu bên ngoài Vùng này gồm các đám mây đối lưu sắp xếp không theo một trật tự nhất định. Cũng có khi chúng sắp xếp thành các đường cong song không giúp ích gì cho việc xác định các đặc điểm của bão nói chung và tâm bão nói riêng. 3) Các dải mây hình xoắn và lá chắn mưa Các dải mây hình xoắn gần các đám phản hồi của vùng mưa, phân bố theo một đường cong và hội tụ lại tâm bão. Senn và Hoser (1959 ) đã phát hiện ra rằng phản hồi của các dải mây phân bố theo đường xoắn loga và có thể xác định được bằng phương trình dạng: r = Aetg (4.3) hoặc lnr = lnA + tg (4.4) trong đó A là hằng số; r,  là các toạ độ cực của một điểm ở trên đường cong mà ta xét quan hệ với tâm xoáy O; là góc giữa tiếp tuyến của đường xoáy tại điểm có toạ độ r,  và tiếp tuyến của đường tròn có tâm là tâm xoáy và bán kính là r, được gọi là góc thổi vào hay góc xuyên (hình 4.13). Xen giữa các dải xoắn là vùng phản hồi không có hình dáng nhất định gọi là lá chắn mưa. Lá chắn mưa có mưa tương đối nhẹ hơn so với mưa trong các dải xoắn. ở bán cầu Bắc, các dải xoắn có chuyển động quay ngược chiều kim đồng hồ xung quanh tâm bão. Bằng cách ngoại suy dải xoắn có thể ước lượng được vị trí tâm xoáy khá phù hợp với vị trí mà số liệu độc lập của vệ tinh hoặc synốp phát hiện được.
4) Mắt bão và tường mây mắt bão (Eye and eye wall) Trong một cơn bão mạnh mắt bão là vùng có dòng giáng, không có mây, không có mưa và như vậy là không có phản hồi vô tuyến mây. Tường mây mắt bão có tiết diện ngang là một hình tròn hoặc elíp. Tiết diện này thấy rõ khi dùng mặt cắt ngang CAPPI. Nếu dùng mặt cắt PPI thì tiết diện nhìn thấy không hoàn toàn là tiết diện ngang mà là tiết diện ở góc nghiêng bằng góc cao của anten. Lưu ý rằng trong trường hợp mắt bão rộng thì giữa tiết diện ngang và tiết diện nghiêng có sự khác nhau đáng kể. Mắt chỉ được kiến tạo khi tốc độ gió vượt quá 33 m/s. Trong các cơn bão yếu (thường gặp rất nhiều), mắt có thể chỉ được kiến tạo một phần. Vì vậy khi quan trắc ở CAPPI hoặc PPI chỉ có thể thấy một phần của tường mây dưới dạng một cung hoặc là một phần của vòng xoắn trong cùng. Muốn tìm vùng mắt bão phải ngoại suy phần cuối của các dải xoắn bên trong. Ngay cả khi đã có mắt hoàn chỉnh nhưng bão còn ở xa thì cũng không “nhìn” được toàn bộ mắt mà chỉ có thể thấy được một phần nhỏ của một mắt bão hoàn chỉnh. Mắt bão thường có xu thế thu nhỏ lại một vài giờ trước khi đến bờ biển và hoàn toàn bị mất đi sau khi bão vào đất liền. 5) Đuôi bão Phía sau mắt bão các dải mây xoắn thường dãn ra. Song hiện tượng này ít khi bị phát hiện vì rằng chúng thường ở cách xa radar. Việc kéo dài của các dải mây xoắn thường xảy ra ở phía bên phải quỹ đạo chuyển động của bão và thường thể hiện như là một đường gồm phản hồi của các đám mây đối lưu mạnh. 4.4.2. Quan hệ giữa đặc điểm phản hồi vô tuyến mây bão với cường độ bão - Mắt bão hình tròn được coi là dấu hiệu của cơn bão mạnh. Mắt bão không có hình dáng rõ ràng là dấu hiệu của cơn bão yếu. - Nói chung cơn bão càng mạnh thì càng có nhiều dải xoắn. - Góc thổi vào giảm thì cường độ tăng. - Những cơn bão yếu với áp suất trung tâm khoảng 950 mb thì độ dày dải xoắn lớn. - Tường mây mắt bão có quan hệ không rõ ràng với cường độ bão. Tuy nhiên một xu thế được xác định là tường mây càng dày thì xoáy càng yếu. Tường mây càng cao thì bão càng mạnh. Một số tác giả đã cố gắng tìm công thức tính cường độ bão theo các đặc điểm phản hồi quan trắc được. Những yếu tố chính để thành lập công thức tính cường độ bão là: Đường kính mắt bão, độ cao tường mây mắt bão, độ rộng của tường mây mắt bão, góc thổi vào nhỏ nhất của dải xoắn.
Zhou Ducheng (1981) đã đưa ra công thức tính cường độ bão dựa trên những yếu tố đã nói trên khi mắt bão xuất hiện trên màn hình: Y = 31,6613 – 0,1501X1 + 1,4710X2 + 0,1033X3 – 0,3375X4 , (4.5) trong đó: Y- cường độ bão tính bằng tốc độ gió cực đại (m/s), X1- đường kính của vùng mắt bão (km), X2- độ cao của tường mây (km), X3- độ rộng của tường mây (km), X4- góc thổi vào nhỏ nhất (tính bằng độ) của dải xoắn mưa. Khi mắt bão không xuất hiện trên màn hình thì công thức trên sẽ được viết như sau: Y = 73,3686 – 0,3904X1t + 0,0630X2t, (4.6) trong đó: Y- cường độ bão tính bằng tốc độ gió cực đại (m/s), X1- góc thổi vào (tính bằng độ) của dải xoắn mưa, X2- độ rộng của dải xoắn (km). Theo tác giả thì phương trình trên có thể sử dụng khi tâm bão ở trên biển và trong phạm vi 350 km cách radar. Sai số tuyệt đối trung bình tính theo số liệu lịch sử thời kì 1967-1980 và số liệu nghiệp vụ từ 1981 là khoảng 3 m/s. 4.4.3. Trường gió bão quan trắc được trên chỉ thị PPI và chỉ thị CAPPI của radar Doppler DWSR Khi quan trắc bão trên chỉ thị PPI nếu ta dùng biến Z thì sẽ có được cấu trúc phản hồi vô tuyến mây bão như đã trình bày ở trên. Nếu ta dùng biến là V thì sẽ được cấu trúc trường gió Doppler (còn gọi là gió xuyên tâm) trong bão. Đây là trường gió quan trắc ở một góc cao nhất định nên gió ở các khoảng cách tới radar khác nhau sẽ ở những độ cao khác nhau. Đối với radar Doppler DWSR-2500C, nếu không phát hiện được đường số 0 thì có thể sử dụng lệnh unfond off để dò tìm. Trường hợp muốn khảo sát sự thay đổi gió theo độ cao ở tầng thấp trong cơn bão thì dùng VAD dạng bảng hoặc dạng đồ thị. Để mô tả kỹ trường gió Doppler nói chung và trong cơn bão nói riêng người ta thường dùng chỉ thị CAPPI với biến V. Khác với chỉ thị PPI, chỉ thị này cho biết trường gió trên một độ cao xác định rất cần thiết cho việc phân tích gió bão, cảnh báo mức độ nguy hiểm và đưa ra biện pháp phòng ngừa. Việc xác định vị trí tâm bão theo chỉ thị này rất khó khăn nếu như không dùng thuật toán đặc biệt xây dựng các phần mềm ứng dụng. Trong trường hợp không có phần mềm chuyên dụng để tìm tâm bão thì nên dùng chỉ thị PPI(Z) hoặc CAPPI(Z) để xác định vị trí của nó. Nó là tâm hình học của vùng mắt bão hoặc điểm hội tụ của các dải xoắn.
Nếu có hai hay nhiều radar thời tiết cùng quan trắc được mắt bão và cùng xác định được vị trí tâm mắt bão thì ưu tiên lấy số liệu của radar cách tâm bão gần nhất. Nếu cả hai radar cùng phát hiện được mắt bão và cách tâm mắt bão cùng một khoảng cách thì ưu tiên lấy số liệu vị trí tâm mắt bão của radar nào mà quãng đường truyền sóng từ mắt bão đến radar ít bị các đám phản hồi che khuất (năng lượng phản hồi ít bị suy yếu hơn).
Chương 5 phân tích ảNH HIểN THị RAĐA Phân tích ảnh mô phỏng hiển thị tốc độ gió Doppler Các ảnh trình bày trong mục này đều do Brown và Wood lập trình và vẽ trên máy tính [14]. ở hầu hết các ảnh trường gió đều được giả định đồng nhất trên các mặt ngang nhưng có thể đổi hướng và tốc độ theo độ cao theo các qui luật đơn giản, trừ các ảnh về gió bề mặt (gió gần mặt đất) có thể có sự bất đồng nhất ngang. ảnh số 1: Radar nằm ở tâm ảnh. Đường số 0 là vạch màu trắng hình chữ S. Anten của radar được giả định có một góc cao (góc nâng) nào đó để ra đến vòng tròn ngoài cùng, độ cao của tia sóng đạt 24 kft. Dựa vào màu hiển thị và thang màu trên hình ta biết ở phần phía tây của đường số 0, gió có tốc độ âm, tức vận tốc gió có thành phần xuyên tâm hướng về phía radar, còn ở phần phía đông thì ngược lại, gió có tốc độ dương, tức gió có thành phần xuyên tâm hướng ra xa radar. Theo qui tắc xác định hướng và tốc độ gió trên ảnh hiển thị Doppler, ta thu được các profiles của hướng và tốc độ gió như các sơ đồ ở phần bên trái của hình. Cụ thể: gió có tốc độ không đổi, bằng 40 kt ở mọi độ cao, còn hướng thì thay đổi tuyến tính từ 1800 (gió
nam) ở dưới đất (tâm hình) lên đến 2700 (gió tây) ở độ cao 24 kft (vòng tròn ngoài cùng). ảnh số 2: Dạng đường số 0 và phân bố màu ở ảnh này đều ngược với ảnh trước, còn các điều kiện khác vẫn như cũ, dẫn đến sự khác biệt giữa profile hướng gió ở ảnh này so với ảnh trước: ở đây hướng gió thay đổi tuyến tính từ 1800 (gió nam) ở dưới đất (tâm hình) đến 900 (gió đông) ở độ cao 24 kft (vòng tròn ngoài cùng). ảnh số 3: ảnh này có đường số 0 đồng dạng với đường ở ảnh trước nhưng sự phân bố màu thì khác. Radar ở tâm ảnh. Anten của radar được giả định có một góc cao (góc nâng) nào đó để ra đến vòng tròn ngoài cùng, độ cao của tia sóng đạt 24 kft. ở rìa phía đông và tây của ảnh có hai vùng màu thể hiện tốc độ ảo do tốc độ đã vượt ra ngoài khoảng tốc độ Nyquist ± 50 kt, cần được hiệu chỉnh. Sau khi hiệu chỉnh, profiles của hướng và tốc độ gió được thể hiện trên các sơ đồ ở phần bên trái của hình. Ta
thấy gió có tốc độ tăng tuyến tính từ 0 ở mặt đất đến 60 kt độ cao 24 kft, còn hướng cũng thay đổi tuyến tính từ 1800 (gió nam) ở dưới đất (tâm hình) lên đến 2700 (gió tây) ở độ cao 24 kft (vòng tròn ngoài cùng). ảnh số 4: ảnh này cho thấy đường số 0 có dạng phức tạp hơn: ở trong vòng tròn nhỏ nhất, nó có dạng chữ S, nhưng ra phía ngoài, dạng cong ngược lại. Radar ở tâm hình. Các profiles của hướng và tốc độ gió như các sơ đồ ở phần bên trái của hình. Cụ thể: tốc độ gió cũng không đổi, bằng 40 kt ở mọi độ cao, còn hướng gió thì thay đổi dần từ 1800 (gió nam) ở dưới đất (tâm hình) lên đến 2700 (gió tây) ở độ cao trung bình (12 kft), rồi lại giảm dần về 1800 (gió nam) ở độ cao 24 kft. ảnh số 5: Đường số 0 ở đây có dạng thẳng theo hướng bắc-nam. Radar ở tâm hình. Các profiles của hướng và tốc độ gió như các sơ đồ ở phần bên trái của hình. Hướng gió không đổi, luôn bằng 2700 (gió tây) ở mọi độ cao, còn tốc độ gió thì thay đổi dần từ
20 kt ở mức 0 (tâm hình) lên đến 40 kt ở độ cao 12 kft, rồi lại giảm dần về 20 kt ở độ cao 24 kft. ảnh số 6: Đường số 0 ở đây có dạng cong hình chữ C. Góc nâng của anten được giả định bằng 0 nên ra đến vòng ngoài cùng, độ cao búp sóng vẫn nhỏ và gió coi như là ở gần bề mặt. Sự phân bố của vận tốc gió như sơ đồ ở phần bên trái của hình. Cụ thể: tốc độ gió giữa các điểm không thay đổi nhưng hướng thì thay đổi rõ rệt, hội tụ về một điểm ở phía đông của radar. Nếu dạng đường số 0 cong ngược lại (hình chữ C ngược) thì thay cho trường vận tốc hội tụ, ta sẽ có một trường vận tốc phân kì từ một điểm ở phía tây của radar. ảnh số 7: Đường số 0 ở đây có dạng góc vuông. Góc nâng của anten được giả định bằng 0. Sự phân bố của vận tốc gió như sơ đồ ở phần bên trái của hình. Cụ thể: tốc độ gió giữa các điểm có thay đổi chút ít nhưng hướng thì thay đổi rõ rệt: vùng tây-bắc có gió tây-bắc, còn vùng đông-nam lại có gió tây-nam. Như vậy giữa hai vùng phải có
một front đang di chuyển theo hướng từ tây-bắc xuống đông-nam về phía radar và phải là front lạnh vì không khí ở phía bắc thường lạnh hơn phía nam. ảnh số 8: Đường số 0 ở đây có dạng thẳng theo hướng bắc-nam. Góc nâng của anten cũng được giả định bằng 0. Khuôn ảnh là một hình vuông ứng với khu vực nghiên cứu giả định kích thước 27 27 nm. Radar cách tâm khu vực nghiên cứu giả định 60 nm về phía nam. Góc nâng của anten cũng được giả định bằng 0. Sự phân bố của vận tốc gió (sơ đồ ở phần bên trái của hình) cho thấy đây tương tự như một xoáy thuận qui mô vừa thường liên quan với mây dông mạnh. Tốc độ gió cực đại bằng 40 knots ở vòng tròn bán kính 2,5 nm và giảm dần tới 0 ở các điểm xa tâm xoáy nhất trong ảnh (bốn góc của ảnh). Nếu ảnh này xoay đi 1800 hoặc đổi màu giữa nửa phía trái với nửa phải, ta sẽ có một vùng xoáy nghịch với sơ đồ phân bố vận tốc cũng tương tự như trên nhưng phải đảo lại chiều của các mũi tên. ảnh số 9:
Các điều kiện giả định vẫn như ở ảnh trước. ảnh này cũng tương tự như ảnh trước nhưng xoay đi một góc 900 theo chiều ngược kim đồng hồ. Mọi giả định cũng giống như ở ảnh trước (góc nâng của anten bằng 0, radar ở cách tâm khu vực nghiên cứu giả định 60 nm về phía nam ). Sơ đồ phân bố vận tốc cho thấy đây là một vùng gió phân kì với tâm ở giữa khu vực. ảnh số 10: Các điều kiện giả định vẫn như ở ảnh trước. ảnh này cũng tương tự như ảnh số 8 nhưng xoay đi một góc 900 theo chiều kim đồng hồ. Sơ đồ phân bố vận tốc cũng tương tự như trên nhưng phải đảo lại chiều của các mũi tên. Ta thấy đây là một vùng hội tụ và tốc độ gió tăng dần khi vào gần tâm hội tụ. ảnh số 11: ảnh này tương tự như ảnh số 8 nhưng ở gần tâm không còn thấy rõ đường số 0 và có một vùng nhỏ ở đó thể hiện tốc độ ảo (vài pixel màu xanh ứng với tốc độ âm lớn lọt vào giữa vùng màu đỏ ứng với tốc độ dương lớn), chứng tỏ ở đây tốc độ đã
vượt quá giới hạn vmax (ứng với mũi tên cong trên sơ đồ phân bố vận tốc). Đây tương tự như ảnh hiển thị của một xoáy thuận có kèm theo vòi rồng. Giới thiệu các sản phẩm của radar Doppler Các ảnh trình bày trong mục này và các mục tiếp theo liên quan đến thời tiết trên vùng đảo Guam đều do Tom Yoshida [6] cung cấp, các ảnh liên quan đến Việt Nam do Tạ Văn Đa đều do thu thập, còn các ảnh khác được lấy từ nhiều nguồn khác nhau. ảnh số 12:
ảnh gồm một số sản phẩm của radar Doppler (Christopher G. Collier, 1996). Bên trái, từ trên xuống: độ rộng phổ gió, độ PHVT và tốc độ gió Doppler của một đám mây dông ở gần Memphis, Tennessee (Hoa Kì) hiển thị trên màn chỉ thị quét tròn (PPI), thu được vào ngày 26 tháng 6 năm 1985 lúc 12:36:29Z khi có luồng giáng mạnh ở Hickory Ridge; bên phải, từ trên xuống: ảnh chụp (bằng máy ảnh) một đám mây dông ở gần Huntsville, Alabama (Hoa Kì), độ PHVT và tốc độ gió Doppler của nó hiển thị trên màn chỉ thị quét đứng (RHI), thu được vào ngày 20 tháng 7 năm 1986 lúc 14:15:42Z khi có luồng giáng mạnh ở Monrovia. Từ ảnh độ rộng phổ gió Doppler ta thấy ở trung tâm luồng giáng, độ rộng phổ không lớn bằng vùng ngoại vi, chứng tỏ tốc độ gió ở vùng ngoại vi có biến động mạnh hơn. Trên ảnh gió Doppler tương ứng thể hiện rõ đường số 0 đi qua tâm luồng giáng, phân cách hai vùng tốc độ dương và âm. ảnh số 13: Hai ảnh hiển thị cao-xa về độ PHVT và gió Doppler của mây Ns do radar Doppler phân cực ở gần Munich, CHLB Đức (Christopher G. Collier, 1996) thu được vào ngày 21/6/1993, bắt đầu quét khối lúc 11:19Z. Radar nằm ở góc màn hình của mỗi ảnh. Nửa trên của hình là ảnh độ PHVT đối với sóng đã phân cực của radar (còn gọi là độ phản hồi vi phân-differential reflectivity). Lưu ý rằng độ phản hồi của sóng đã phân cực thường nhỏ hơn độ phản hồi của sóng chưa phân cực nên trên thang màu không có các độ PHVT lớn. ở độ cao khoảng 5 km thấy rõ một dải sáng (dải màu vàng lẫn đỏ nằm ngang), chứng tỏ đây là tầng tan băng và mực 00C nằm cao hơn dải này một chút. Từ khoảng cách 15 km trở lên, vùng phản hồi chạm đất, chứng tỏ đang có mưa ở đó. Từ
khoảng cách 40 đến 50 km kể từ radar, dải sáng lại nằm dưới thấp, đó là do ở khu vực này có dòng giáng và có mưa tuyết ở trên cao, xuống đến gần mặt đất các hạt tuyết mới bắt đầu tan chảy lớp vỏ ngoài làm tăng độ PHVT. Nửa dưới của hình là ảnh gió Doppler trong cùng đám mây. Trên ảnh này ta thấy tại khoảng cách 30 km kể từ radar ở gần đỉnh mây có sự phân kì, còn ở sát mặt đất lại có sự hội tụ của gió, chứng tỏ ở đây có dòng thăng. Nói chung tốc độ gió ở mọi điểm đều không lớn và được phân lớp khá rõ rệt. ảnh số 14: Hiển thị độ PHVT cực đại CMAX (Z) trên toạ độ cực của radar đặt trên đảo Guam (radar nằm ở tâm hình). Thời điểm bắt đầu quét khối 05: 27Z ngày 14/09/1994. Các thông số của radar ghi trên hình: bán kính quan trắc đúng cực đại 124 nm và độ phân giải 0,54 nm; Độ cao của anten so với mặt biển 300 ft, toạ độ địa lí của radar (13027’10”N; 144048’39”E). Các đường tròn cách nhau 10 nm, còn các tia bán kính lệch nhau một góc bằng 100. Mỗi ô (pixxel) có một màu duy nhất tương ứng với độ PHVT cực đại trong cột khí quyển phía trên nó. Độ PHVT cực đại tuyệt đối quan trắc được bằng 59 dBz nằm ở hướng 300 so với radar.
ảnh số 15: Hiển thị độ PHVT cực đại CMAX (Z) trên toạ độ đê-Các của radar đặt trên đảo Guam (radar nằm ở tâm hình). Thời điểm bắt đầu quét khối 05: 10Z ngày 27/06/94. Bán kính quan trắc bằng 240 nm và độ phân giải 2,2 nm. Mỗi ô (pixxel) có kích thước 2,2 nm 2,2 nm và một màu duy nhất tương ứng với độ PHVT cực đại trong cột khí quyển phía trên nó. Độ PHVT cực đại tuyệt đối quan trắc được bằng 55 dBz. (Những vạch chéo thẳng hoặc gấp khúc trên hình chỉ là các đường TRACK vẽ chồng lên hình, biểu diễn đường di chuyển của các ổ dông tính theo các số liệu quét khối liên tiếp).
ảnh số 16: Hiển thị tổng lượng nước lỏng trong cột mây VIL trên toạ độ cực của radar trên đảo Guam. Thời điểm bắt đầu quét khối 05: 27Z ngày 14/09/94 (cùng thời điểm với ảnh số 3). Bán kính quan trắc đúng cực đại 124 nm và độ phân giải 2,2 nm (khác với ảnh số 3). Sự phân bố không gian của VIL có nét tương đồng với ảnh số 3: những vùng nào có CMAX lớn cũng có VIL lớn. Những nơi nào có giá trị CMAX nhỏ thì giá trị VIL coi như bằng 0 và không hiển thị. Tổng lượng nước lỏng cực đại tuyệt đối trong cột mây bằng 32 kg/m2 quan trắc được ở một ô nằm theo hướng 300 so với radar và cách nó khoảng 15 nm. Cũng theo hướng này và hướng đông có một số ô màu hồng ứng với lượng nước khá cao.
ảnh số 17: Hiển thị profile gió ngang (VAD) trên toạ độ thời gian-độ cao ngày 19/05/94, từ 07:50Z đến 08: 59Z đối với vùng Guam. Tốc độ gió đại tuyệt đối bằng 29 knots thổi theo hướng 940, quan trắc được tại độ cao 16 kft. Màu của các “xương cá” cho biết giá trị của độ lệch chuẩn của tốc độ gió Doppler. Chỉ có một số “xương cá” màu vàng ứng với độ lệch chuẩn bằng 4 knots ở độ cao 1, 12, 13 và từ 30 kft trở lên, chứng tỏ ở các độ cao này tốc độ gió có biến động đôi chút, còn ở các độ cao khác, sự biến động là không đáng kể.
ảnh số 18: Hiển thị tổng lượng mưa ACM trong một giờ (cường độ mưa) trên toạ độ cực trong một cơn bão đổ bộ vào Guam ngày 8/12/2002. Thời điểm bắt đầu tính lượng mưa 04: 26Z cùng ngày.
ảnh số 19: 0 Mặt cắt thẳng đứng XSEC (Z), cắt theo tuyến từ điểm P1(0 ;0 nm) đến điểm 0 0 P2(90 ;140 nm) tức là cắt qua điểm đặt radar, theo góc phương vị 90 tới khoảng cách 140 nm, thời điểm bắt đầu quét khối là 07:59 Z ngày 24 /09 /1993. Phân tích trong vùng 15 nm, nhiễu bề mặt trong sản phẩm đã được loại bỏ, phản hồi vô tuyến (PHVT) thể hiện rõ địa hình hoặc mưa rào mạnh. Chú ý dạng bậc thang ở viền xung quanh đám phản hồi. Đó là do độ phân giải hữu hạn theo góc của ảnh gây ra. Đáy của vùng phản hồi có xu hướng cao dần lên khi ra xa radar. Nguyên nhân là gì? Đó là do khi quét khối, góc nâng thấp nhất của anten đã đủ lớn để búp sóng bị khúc xạ cao dần lên so với mặt đất nên không quan trắc được vùng phản hồi nằm dưới tia quét. Vùng đối lưu khoảng 20 nm có đỉnh phản hồi cao xấp xỉ 45 kft (13716 m), với phản hồi cực đại khoảng 30- 35 dBz ở gần mức 15 kft (4572 m). Điều đó là dấu hiệu mây Cb đã đạt đến chiều cao cực đại, cường độ cực đại và hầu hết có giáng thuỷ và mây bắt đầu đến giai đoạn tan rã. Vùng tiếp theo là mây Cb gần đạt đến giai đoạn phát triển cực đại–giai đoạn trưởng thành. Lõi có độ PHVT 50 dBz, ở ngay dưới mức tan băng là dấu hiệu của dông mạnh. Độ PHVT lớn hơn 35 dBz xuất hiện từ bề mặt đất đến 25 kft (7620 m) chứng tỏ có dòng thăng, giáng tồn tại. Đỉnh mây chưa đạt tới độ cao cực đại chứng tỏ dông còn mạnh lên.
Phần mây Cb kế tiếp đạt độ cao cực đại và độ PHVT tương đối mạnh 40 - 45 dBz lan xuống tới độ cao nhỏ cho thấy sự tồn tại của dòng giáng và mưa khá mạnh. Tiếp theo, ở vùng cách radar 30 nm có dấu hiệu một ổ mây Cb khác đang phát triển mạnh, độ PHVT ở lõi 50 dBz và những đỉnh mây chưa đạt độ cao cực đại và độ PHVT lớn ở những mực thấp. Vùng 35 nm có một ổ mây Cb khác đang bắt đầu phát triển? Giữa 35 và 45 nm, cho thấy những cơn mưa dông đã đến giai đoạn tan rã. ở 50 nm, độ PHVT 35 dBZ từ 12 kft đến 16 kft xác định rằng một cơn dông đang ở giai đoạn ban đầu của sự phát triển. Từ vùng này trở đi, phần lớn những ổ mây Cb ở giai đoạn tan rã và với khoảng cách tăng nữa, radar không quan trắc được độ PHVT yếu của mây Cb. ảnh số 20: Sản phẩm mặt cắt thẳng đứng của độ PHVT XSEC(Z) dọc theo tuyến từ điểm 0 0 P1(275 ;56 nm) đến điểm P2(271 ;45 nm) tức là gần như dọc theo hướng tia quét 2730, thời điểm bắt đầu quét khối đến khu vực này là 02 : 07 Z ngày 27/06/1994. ảnh cho thấy đối lưu rất mạnh. Tại vùng 10 nm dông phát triển với độ PHVT 50 dBz ở độ cao từ 9 kft  15 kft. Độ PHVT cũng khá mạnh ở các mức thấp hơn 24 kft và có thể độ cao đỉnh mây dông sẽ tăng đột biến.
ảnh số 21: Sản phẩm mặt cắt thẳng đứng của độ PHVT qua 1 ổ mây đối lưu, XSEC(Z) 0 0 theo tuyến từ điểm P1(206 ;71 nm) đến điểm P2(190 ;67 nm), thời điểm bắt đầu quét khối là 02:15 Z ngày 03/29/1994. ổ mây đối lưu với chiều ngang 10 nm và độ PHVT 45 dBz trải đến gần độ cao băng hoá (18 kft) gần tới giai đoạn phát triển cực đại – mây trưởng thành khi đỉnh mây đạt tới 40 kft và mưa bắt đầu chiếm toàn bộ ổ mây. Vì ở khoảng cách gần 70 nm kể từ radar, phần mây dưới 8 kft không quan trắc được. Sản phẩm mặt cắt này gần như ở một thời điểm nhất định, chứ không quan trắc liên tục theo thời gian nên khó phân tích quá trình phát triển của mây. Do vậy cần phải thu thập số liệu của các chương trình quét khối liên tục càng gần nhau càng tốt. ảnh số 22: Sản phẩm mặt cắt thẳng đứng của độ PHVT XSEC(Z), quét sau ảnh trước 6 phút, thời điểm bắt đầu 02:21Z ngày 03/29/94, cũng dọc theo đường cắt như trước.
Trong 6 phút ghi nhận được sự biến đổi- lõi mây di chuyển, nhưng đặc biệt nhất là vùng phía tây của đường cắt, đối lưu mạnh lên vì vùng mây có PHVT từ 40- 45 dBz. Lõi phản hồi 50 dBz không phát triển và độ cao đỉnh mây không vượt quá 35 kft nhưng đối với vùng PHVT đã di chuyển và mạnh lên, độ cao đỉnh mây cao hơn. Giải thích hai hiển thị này là những ngày cuối tháng 3 vào mùa khô ở Guam, điều kiện không thuận lợi lắm đối với sự hình thành, phát triển mây và mưa mạnh. Về mùa hè các điều kiện tự nhiên thuận lợi cho mây phát triển cao hơn 40 kft và ổ mây đối lưu với độ PHVT mạnh hơn sẽ quan trắc được. Thực tế cho thấy khó theo dõi ổ dông riêng biệt ngay cả với quét khối 6 phút vì đối với mây đối lưu Cu, quá trình chuyển giai đoạn phát triển xảy ra rất nhanh. Trong môi trường biển/đất vùng nhiệt đới như ở Việt Nam đối lưu còn phát triển nhanh hơn. ảnh số 23: Sản phẩm cơ bản PPI (Z), góc nâng 0,50, thời điểm bắt đầu quét khối 01:34Z ngày 29/03/94, bao trùm vùng mô tả ở hai ảnh trước nhưng lấy sớm hơn gần 1h. Bán kính quan trắc cực đại bằng 124 nm và độ phân giải 0,54 nm. Các đường tròn
cách nhau 30 nm, còn các tia bán kính lệch nhau một góc bằng 300. Độ PHVT cực đại bằng 51 dBz. Trên ảnh hiển thị ta thấy vùng hội tụ lớn hướng tây-đông ở phía nam Guam. ở đó không có vùng PHVT 50 dBz. Có một điều cần lưu ý là ở đây xuất hiện vùng không có tín hiệu chiếu từ Guam tới theo hướng phương vị 1900. Nguyên nhân là do tia quét bị che khuất bởi toà nhà lớn ở ngay phía nam vị trí trạm radar Guam. ở Guam còn có một quả đồi cao gần 200m về phía đông-bắc trạm radar và che khuất toàn bộ tia quét tới các đảo Rota (PGRO), Tinian (PGTM) và Saipan (PGSN). ảnh số 24: 0 0 Sản phẩm XSEC(Z), cắt theo tuyến từ điểm P1(211 ;52 nm) đến điểm P2(233 ;1 nm), thời điểm bắt đầu quét khối 22 : 57 Z, ngày 29/6/1994.
Mặt cắt cho thấy những giai đoạn phát triển khác nhau. ở khoảng cách 18 nm 0 kể từ điểm P1 (gốc toạ độ), tức điểm P(211 ;34 nm), ngay phía trên nó (tới mức 6 kft) có vùng nhỏ với độ PHVT cực đại bằng 50 dBz, chứng tỏ ở đây có mưa mạnh, vì sao vậy? Độ cao đỉnh mây đạt đến 40 kft và độ PHVT ở mức 10  15 kft cũng đạt 40 dBz. ở khoảng cách 5 – 8 nm kể từ điểm P1 có một vùng PHVT khá mạnh ở mức thấp nhưng độ cao đỉnh phản hồi chỉ gần 20 kft và có “tia” phản hồi đạt đến 30 kft. Đây có thể là ổ mây dông đang hình thành. ảnh số 25: Sản phẩm CMAX(Z), ngày 27/06/1994, giờ 02 : 18 Z.
Sản phẩm CMAX rất hữu ích khi muốn có một tổng quan nhanh về những “Điểm nóng” đối lưu. Vào thời điểm 02:18Z một ổ đối lưu 50 dBz ghi nhận được ở phía tây vị trí radar. Cần phải cắt thẳng đứng qua vùng này. Mặt cắt qua 3 ổ PHVT 50 dBz ở các giai đoạn phát triển khác nhau. Đường cắt hiển thị trên ảnh. ảnh số 26:
XSEC(Z) 27/06/94, thời điểm quét khối 02 : 24Z, ngay sau ảnh hiển thị trước, 0 0 cắt dọc theo tuyến từ điểm P1(262 ;46 nm) đến điểm P2(295 ;30 nm). Mặt cắt cho thấy một vùng PHVT 50 dBz phát triển thẳng đứng, trải từ độ cao 7000ft đến 12000ft và đỉnh mây đạt 28000ft. Dọc theo đường cắt sau đó 6 phút ghi nhận được sự di chuyển của ổ đối lưu làm thay đổi dạng PHVT trên vùng đang xem xét. Đây chỉ là một ví dụ cho thấy quét khối với thời gian dài sẽ gây nên hiện tượng ước lượng không chính xác tổng lượng mưa (cao hơn hoặc thấp hơn so với thực tế). ảnh hiển thị mây và mưa đối lưu của radar ở Nha Trang
ảnh số 27: ảnh cường độ PHVT hiển thị quét tròn PPI (Z), góc nâng 0,60 ngày 11/3/2000, giờ 04: 07Z do radar Doppler DWSR-2500C ở Nha Trang thu được. Các thông số khác của radar có ghi ở trong hình như tần số lặp 250 Hz, khoảng quan trắc đúng tối đa 240 km, độ rộng xung 0,8s, độ cao của anten 37 m ở ngoài khơi, song song và cách bờ biển khoảng 120 km có một dải mây đối lưu xếp thành hàng. Đây có thể là đường gió giật (đường tố) dọc theo front. Cần phải theo dõi thêm tốc độ gió ở hai phía, tốc độ và hướng di chuyển của đường này. ở khu vực gần Nha Trang có các đám phản hồi yếu, đó là các nhiễu địa hình do nhiễu búp sóng phụ gây ra. ảnh số 28:
ảnh cường độ PHVT hiển thị quét đứng RHI (Z), góc phương vị 135,850 (hướng đông-nam so với radar), ngày 11/3/2000, giờ 03: 55Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được trước ảnh trước 12 phút. Như vậy, đây là mặt cắt qua đám phản hồi lớn nhất trong ảnh trước. Các đỉnh phản hồi ở khoảng cách 160, 180 km lên đến độ cao 15 km. Vùng phản hồi kéo dài xuống dưới cả mức 0- đó là do hiện tượng siêu khúc xạ gây ra. Vùng phản hồi kéo dài xuống đất chứng tỏ ở đây đang có mưa. Gần gốc toạ độ cũng có đám phản hồi yếu, đó là nhiễu do búp sóng phụ gây ra. ảnh số 29:
ảnh cường độ PHVT hiển thị quét tròn PPI (Z), góc nâng 1,090 ngày 12/3/2000, lúc 07h12’Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được. Một số đám phản hồi nằm rải rác ở một số nơi, nhiều và mạnh hơn cả là các đám nằm ở hướng tây-bắc so với radar với độ PHVT cực đại đạt xấp xỉ 50 dBz, chứng tỏ đây là các đám mây đối lưu phát triển. Mặc dù đã hiệu chỉnh (loại bỏ các nhiễu địa hình, sự suy yếu dọc đường truyền ) nhưng trường PHVT vẫn còn các nhiễu do búp sóng phụ gây ra ở quanh trạm. ảnh số 30:
ảnh cường độ PHVT hiển thị quét đứng (cao-xa) RHI (Z), góc phương vị 294,850 ngày 12/3/2000, lúc 07h16’Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được sau ảnh trước 4 phút. Ba đám phản hồi mạnh ở khoảng cách từ 24 đến hơn 80 km phát triển tới độ cao khoảng 12 km, kéo dài xuống tận mặt đất, chứng tỏ đây là các đám mây đối lưu đang gây mưa. Đám phản hồi rộng nhất trải từ khoảng cách 24 km đến trên 50 km. Độ phản hồi cực đại của cả ba đám đạt xấp xỉ 50 dBz, nằm ở độ cao từ 4 đến 5 km (dải sáng). Riêng đám phản hồi ở tương đối nhỏ hơn ở khoảng cách 70 km có cả vùng phản hồi mạnh ở dưới thấp, chứng tỏ đang có mưa rào hạt lớn ở đây. Các đám phản hồi yếu ở gần radar chỉ xuất hiện ở những góc cao nhỏ vì khi quét, anten của radar chỉ “ngẩng” tới một góc cao nhất định. ảnh số 31: ảnh cường độ PHVT hiển thị quét tròn PPI (Z), góc nâng 3,140 ngày 12/3/2000, giờ 07: 30Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được. Lưu ý, ở phía tây-bắc của trạm
có một đám mây đối lưu không choán một diện tích rộng nhưng có độ phản hồi cực đại xấp xỉ 50 dBz. Phía tây và tây-nam có đám phản hồi của mây đối lưu trải rộng hơn nhưng độ PHVT nhìn chung không lớn lắm, trừ vùng ở cách radar khoảng 50 km. Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng với góc nâng của anten như trên, ra đến khoảng cách 100 km thì độ cao của búp sóng lên đến khoảng 7 km, tức là lên trên mực 00C, ở độ cao này các hạt mây thường ở dạng tinh thể nên độ phản hồi không thể lớn. ảnh số 32: ảnh cường độ PHVT hiển thị quét đứng RHI (Z), góc phương vị 340,040 (hướng tây-bắc) ngày 12/3/2000, giờ 08: 17Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được sau ảnh trước 47 phút. ở khoảng cách từ 90 đến 130 km có một đám mây đối lưu phát triển rất cao nhưng vẫn chưa gây mưa (vùng phản hồi chưa chạm tới đất). Độ phản hồi lớn nhất vào khoảng 50 dBz ở xung quanh độ cao 5 km.
ảnh số 33: ảnh hiển thị quét tròn gió Doppler PPI (V), góc nâng 3,130 ngày 12/3/2000, giờ 07: 27Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được. Vùng có màu vàng hoặc da cam là vùng gió thổi ra xa radar (tốc độ > 0); còn vùng có màu tím- gió thổi về phía radar (tốc độ < 0). Những nơi có sự giáp ranh giữa vùng mầu vàng và màu tím giáp nhau
là những nơi có sự phân kì hoặc hội tụ của gió. Độ cao của những nơi này có thể tính được từ góc nâng của ăng ten và khoảng cách từ nơi đó đến radar. ảnh số 34: ảnh cường độ PHVT hiển thị quét đứng gió RHI (V), góc phương vị 292,640 ngày 12/3/2000, giờ 08: 46Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được sau ảnh trước hơn 1 h. ở độ cao khoảng 7-8 km có sự tiếp giáp giữa hai vùng màu ứng với tốc độ dương và âm khác nhau, chứng tỏ đó là độ cao đổi chiều gió.
ảnh số 35: ảnh cường độ PHVT hiển thị quét tròn PPI (Z), góc nâng 0,150 ngày 12/3/2000, giờ 08: 27Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được.
ảnh số 36: ảnh cường độ PHVT hiển thị quét đứng RHI (Z), góc phương vị 292,640 ngày 12/3/2000, giờ 08: 43Z do radar Doppler ở Nha Trang thu được sau ảnh trước 16 phút. Vùng phản hồi kéo dài xuống sát mặt đất chứng tỏ đang có mưa (ở khoảng cách từ 0 đến hơn 60 km và ở khoảng 130 km). Mây ở khoảng cách gần radar cũng có thể cao nhưng radar không “nhìn” thấy được vì góc cao (góc nâng) của ăng ten không đủ lớn.
ảnh hiển thị các trường hợp xảy ra vào đầu mùa hè ở Guam Về mùa hè, khí quyển ở Guam có xu thế bất ổn định. Tuy nhiên không có cơ chế nâng động lực vào buổi sáng vì gió yếu (8-12 knots) để có thể hình thành đối lưu. Mặc dù vậy đến buổi chiều do bề mặt đảo bị đốt nóng, đối lưu bắt đầu xuất hiện ở phía tây của đảo. ảnh số 37: CMAX(Z), ngày 08/07/94, thời điểm quét khối 05:09Z, bán kính cực đại 240 nm, độ phân giải 2,2 nm. Gần vị trí radar xuất hiện PHVT từ mục tiêu, có thể là một số ổ mưa rào gần trạm. Đáng quan tâm là độ PHVT 50 dBz gần bờ biển phía tây của đảo theo hướng khoảng 2700 – 2900. CMAX có thể sử dụng để tổng quan nhanh các ổ mưa rào mạnh. Do độ phân giải của CMAX là 2,2 nm nên nó có xu hướng hiển thị ổ mưa rộng hơn thực tế.
ảnh số 38: ảnh PHVT cơ bản BASE(Z) (hay PPI(Z)), góc nâng  = 0,50, ngày 08/07/94, giờ 05:09Z (cùng thời điểm với ảnh trước), bán kính cực đại 240 nm, độ phân giải 0,54 nm. Do độ phân giải lớn hơn (0,54 nm) nên ta có thể xác định chính xác hơn phân bố PHVT: trên ảnh này, vùng PHVT gần với vị trí trạm và ở trên đảo nhỏ hơn so với vùng PHVT tương ứng trên CMAX (xem ảnh trước). Ta thấy rằng vùng PHVT 50 dBz nằm ở giữa hướng 2800 - 2900, do ở gần radar và ở góc nâng thấp, nó có thể xác định như là vùng “mưa rào mạnh” đang xảy ra. Vậy các vùng PHVT 40 - 45 dBz khác thì sao?
ảnh số 39: BASE(Z) (hay PPI(Z)), góc nâng 19,50, ngày 08/07/1994, giờ 05: 09Z (cùng thời điểm với ảnh trước), bán kính cực đại 240 nm, độ phân giải 0,54 nm. Vùng gần 8 nm, theo hướng 2900 cho thấy độ PHVT tương đối thấp ở 20 kft. Có thể đó là vùng PHVT đang hình thành. Vùng gần 8 nm, 2800 có độ PHVT mạnh 30 - 40 dBz. Có phải đây là vùng PHVT đang hình thành hay là mưa?. Kinh nghiệm: làm thế nào để sử dụng tốt nhất các sản phẩm của radar? Trước tiên kiểm tra sản phẩm CMAX, tìm các “điểm nóng” của đối lưu (độ PHVT lớn). - Tạo 4 hiển thị ở các góc nâng khác nhau: 1- ảnh hiện thị góc nâng thấp; 2- ảnh hiện thị với góc nâng cho biết thông tin ở 10 kft 3- ảnh hiện thị với góc nâng cho biết thông tin ở 15 kft 4- ảnh hiện thị với góc nâng cho biết thông tin ở 30 kft - Tạo 4 hiển thị đồng thời khác:
1- ETOPS, 2- CMAX, 3- Tổng lượng mưa ACM 1h, 4- Tổng lượng mưa ACM 3h. Việc lựa chọn góc nâng, trừ ảnh hiển thị đầu tiên, phải tuỳ thuộc vào khoảng cách để có thể lấy được thông tin ở 10 kft, 15 kft và 30 kft. - Tạo mặt cắt thẳng đứng (XSEC) dọc theo hướng tia quét hoặc vuông góc với tia quét ở những nơi có đối lưu mạnh. Tuỳ yêu cầu mà tạo sản phẩm XSEC để đảm bảo cung cấp thông tin cho việc phân tích. Trường hợp trên không tạo XSEC nên làm hạn chế kết quả phân tích hệ thống mây và hiện tượng thời tiết. Nếu hệ thống mây gần vị trí đặt trạm, sản phẩm VAD cần được xem xét. Nếu vùng PHVT ta quan tâm ở xa trạm, cần xem xét mặt cắt thẳng đứng tốc độ XSEC(V) theo hướng tia quét và vuông góc với tia quét qua vùng PHVT đó. Sản phẩm CAPPI có thể thay thế những sản phẩm nào trên đây? Hình thế gió biển Vào mùa hè ở Guam, khi gió mặt đất yếu, vào khoảng từ gần trưa cho đến đầu giờ chiều là thời gian thuận lợi cho việc hình thành dông. Khi đó, gió rất nhẹ cùng sự đốt nóng bề mặt hình thành nên một vùng áp thấp gần sườn phía nam khu vực đồi, núi ở giữa đảo. Gió mặt đất hội tụ dưới thấp kết hợp với sự đốt nóng bề mặt và sự nâng lên của địa hình làm tăng khả năng xuất hiện dông. Nếu lượng mưa rơi là đủ lớn trên một khu vực đủ rộng thì sự đốt nóng bề mặt sẽ bị xua tan. Trường hợp trên cho thấy rằng gió từ hướng đông-đông-bắc và đông tương quan yếu với việc hình thành dông và đối lưu cumulus ở khu vực bờ biển tây-tây-nam đến tây-tây-bắc của đảo. Điều này xảy ra thường xuyên đủ để những cơn dông hình thành ở vùng phụ cận của Orote Point về phía tây-tây-nam của trạm radar được gọi là “dông Orote ”. ảnh số 40: Tốc độ gió cơ bản PPI(V) (hoặc BASE(V)), ngày 16/08/93, giờ 04: 15 Z (14:15L), góc nâng 0,50; độ phân giải 0,54 nm. ảnh này cho thấy một khu vực rộng có dòng gió đi vào với tốc độ là -1 knots và trong khu vực phía bắc gió hướng về radar với vận tốc -10 knots trong khi ở ngoài bờ biển tây-nam khu vực gió đi vào có tốc độ khá mạnh.
ảnh số 41: Phản hồi cơ bản PPI(Z) (hoặc BASE(Z)), ngày 16/08/93, thời điểm bắt đầu quét khối 04:09 Z, góc cao 1,50; độ phân giải 0,54 nm. ảnh này cho thấy đối lưu phát triển mạnh trên đảo, một ổ có độ phản hồi khoảng 50 dBz ở vị trí cách cách radar 8-10 nm tại góc hướng 2500 và ở đây là khu vực đồi núi nhỏ, nó cho thấy có sự hội tụ do địa hình. Dọc theo góc hướng 2400 là một vùng khá rộng có độ phản hồi 45 dBz đây là phản hồi của núi Lamlam, là ngọn núi cao nhất trên đảo và là nơi hình thành dông. Theo ngôn ngữ của người Chamorro, Lamlam có nghĩa là tia chớp và tháng 9 cũng được gọi là Lamlam. Dọc theo đường bờ biển phía nam cũng có vùng đồi núi thấp, do vậy cần phải chú ý đến hội tụ do địa hình tại đây. Đây là vùng đối lưu ở ngoài đảo dọc theo đường bờ biển phía tây và tây-nam. Đây là những phản hồi không phải được hình thành trên biển mà chúng di chuyển về phía biển sau khi được hình thành trên sườn núi. Trong hoàn lưu gió biển có một dòng gió thổi theo hướng ngược lại, dòng này thường quan sát thấy tại độ cao 5-10 kft.
Sự bùng phát của gió mùa tây-nam Trong một vài năm gần đây vào mùa hè, gió mùa tây-nam mở rộng về phía đông từ Philipin đến quần đảo Marianas dọc theo kinh tuyến 1450E. Sự mở rộng về phía đông đối với gió tây thường xảy ra vào tháng 8 và tháng 9. Điều này xảy ra khi rãnh áp thấp hoặc hoàn lưu xoáy (gyre) xuất hiện. Bởi vì gió mặt đất theo hướng đông-nam từ nam bán cầu vượt qua xích đạo và đổi hướng, thổi về phía bắc hoặc đông-bắc tùy thuộc vào vị trí của rãnh gió mùa hoặc hoàn lưu xoáy (gyre). Nói chung, vùng áp thấp trên đất Trung Quốc đã suy yếu một chút và gradient khí áp theo hướng bắc và phía đông-bắc lớn hơn gradient khí áp về phía Trung Quốc. Hiện tượng này tạo điều kiện hình thành các luồng gió nam hay tây-nam ở Marianas và có thể tồn tại hàng tuần nếu rãnh gió mùa hay hoàn lưu xoáy tiếp tục tồn tại. Hệ thống synop này gây ra mưa đáng kể trong suốt tháng 8 và tháng 9. ảnh số 42: Bốn ảnh sản phẩm tốc độ gió cơ bản PPI(V) từ thời điểm 12: 44Z đến 16: 19Z ngày 22/8/93, góc nâng 0,50; độ phân giải 0,54 nm.
Trong ảnh 1, thời điểm 12: 44Z hướng gió thịnh hành là tây-nam (2400) và sâu (trải tới những độ cao lớn), trung tâm của vùng gió -26 kt là tương đối sâu nhưng ở khu vực dòng ra, trung tâm là tương đối nông cho thấy vùng gió vừa đi qua vị trí radar. ảnh 4, thời điểm 16:19Z vùng tốc độ +26 kt mở rộng theo phương thẳng đứng đến độ cao 20 kft (ứng với khoảng cách trên 60 nm). Đường tốc độ số 0 thay đổi nhẹ so với các ảnh trước đó cho thấy gió trở nên lệch tây hơn một chút. Lưu ý rằng phạm vi khu vực dòng đi vào mở rộng đến 60 nm trong vùng phụ cận của Guam. ở cả 4 ảnh đều có vùng số liệu ở khoảng cách ảo (vùng màu tía) về phía tây- bắc, cho thấy vùng gió đi vào mở rộng quá khoảng cách 60 nm, trong khi về phía đông-nam, số liệu tốc độ bị hạn chế, chứng tỏ vùng số liệu gió bị thu hẹp vì thiếu mục tiêu. ảnh số 43: Bốn ảnh sản phẩm tốc độ Doppler cơ bản (PPI(V)), từ thời điểm 17:40Z đến 21:09Z, ngày 22/08/93 (lấy muộn hơn bốn ảnh trước vài giờ); góc cao 0,50, độ phân giải 0,54 nm (1 km).
ảnh 1, thời điểm 17: 40Z: Gió thịnh hành gần trạm là gió tây-nam nhưng chú ý rằng vùng gió thổi đến radar đã giảm về quy mô so với ảnh trước và chỉ mở rộng đến 45 nm nhưng điều này không có nghĩa là gió tây-nam đã kết thúc mà chỉ là do mục tiêu không nhiều. ảnh 2, thời điểm 18:03Z: Góc phần tư tây-nam gần trạm vẫn tiếp tục không có số liệu. Nguyên nhân là trong vùng không có mục tiêu. Chú ý đến ảnh hưởng che khuất của tòa nhà cao ở góc hướng 1900 và của Núi Santa Rosa trên đảo Guam ở góc hướng 300. ảnh 4, thời điểm 21:09Z: Đối lưu tăng trong góc phần tư tây-nam. Trên bốn ảnh này cho thấy rằng mặc dù gió tây-nam không ngừng thổi vẫn có nhiều biến động trong hoạt động của đối lưu. Có những đợt mưa rào mạnh trong những khoảng thời gian ngắn, mưa nhỏ và mưa vừa trong khoảng thời gian dài hơn và cả những đợt mưa nhỏ ngắn. ảnh số 44:
Bốn ảnh sản phẩm tốc độ Doppler cơ bản (PPI(V)), từ thời điểm 23:18Z ngày 22/08/93 đến thời điểm 03:35Z ngày 23/08/03 góc cao 0,50, độ phân giải 0,54 nm. Thời điểm 23:19Z (ảnh thứ nhất) : dòng gió mùa tây-nam bùng phát với sự tăng lên về tốc độ và đối lưu. Thời điểm 03:35Z (ảnh thứ 4) : dòng gió mùa tây-nam tiếp tục tồn tại với sự giảm nhẹ về tốc độ. ảnh số 45: Bốn sản phẩm cơ bản về tốc độ gió Doppler PPI(V) tầng thấp, ngày 23/08/93; từ 06:43Z đến 12:04Z (lấy muộn hơn bốn ảnh trước vài giờ), góc nâng 0,50 và độ phân giải 0,54 nm (1 km). ảnh thứ 1, 06:43Z cho thấy đối lưu đã bắt đầu suy yếu trong vùng Guam. ảnh thứ 4, 12:04Z: đối chiếu với 3 ảnh trước ta thấy đối lưu gần Guam đã suy yếu chậm trong vòng 6 giờ qua.
Tóm lại: Đợt gió mùa tây-nam nói trên (trình bày qua bốn ảnh hiển thị từ 42 đến 45) có thể tồn tại dai dẳng tại Marianas, đôi khi mạnh lên đột ngột và tốc độ gió có thể đạt giá trị khá cao, đặc biệt trên bề mặt. Mặc dù trong đợt này không có sản phẩm về cấu trúc thẳng đứng của trường gió (không có cấu trúc VAD), nhưng nhìn chung, đợt gió tây-nam đã xét có thể trải tới độ cao trên 30 kft. Sự biến động của lượng mưa với trận mưa lớn trong thời kì này xảy ra rất mạnh mẽ và đôi khi cũng có những cơn mưa rào nhẹ. Một số gợi ý: Cần thiết phải xem xét đến 4 ảnh hiển thị vận tốc gió tầng thấp ở cùng một góc nâng. Mặt cắt thẳng đứng của gió và của độ phản hồi qua vùng tốc độ gió cực đại và độ phản hồi cực đại dọc theo tia quét hoặc vuông góc với tia quét cũng cần được xác định và xem xét. Cũng nên xem xét đến cấu trúc thẳng đứng của gió VAD trong khoảng thời gian nhất định. Những đặc điểm nổi trội của phản hồi vô tuyến và tốc độ gió ở góc nâng thấp nhất cũng cần được kiểm tra.
ảnh số 46: Tốc độ gió cơ bản PPI(V) (hoặc BASE(V)), quét khối từ thời điểm 00:40Z ngày 15/09/94 ; góc nâng 0,50 ; độ phân giải 0,54 nm (1 km). Thời kì này đang có một đợt gió mùa tây-nam khác hoạt động. Trước ảnh này, tại thời điểm 23:29Z ngày 14/09/1994 (không nêu ảnh ở đây), đỉnh của sự bùng phát gió mùa tây nam ở vị trí xấp xỉ 15 nm tính từ vị trí của radar. Một lõi cực đại có gió hướng về phía radar với tốc độ -36 knots đã trải rộng từ sát mặt đất lên tới 8 kft (2425 m). Tại 00:40Z, gió tây-nam khống chế đảo. Hình ảnh không chỉ rõ gió bề mặt với tốc độ -36 knots ngoại trừ một vài vùng nhỏ. Có một vùng gió rất mạnh có hướng đi ra nằm ngay ở phía đông của đảo, có lẽ vùng này phản ảnh sự chuyển động của lõi cực đại từ ảnh tại thời điểm 23:29Z. Trên đảo có một đoạn thẳng chéo dọc theo chiều dài của đảo, đó là tuyến được chọn để tạo mặt cắt thẳng đứng.
ảnh số 47: 0 0 Mặt cắt tốc độ gió XSEC(V) từ điểm P1(245 ,19 nm) đến P2(50 ;14 nm), ngày 15/09/1994, thời điểm 00:40Z. Mặt cắt này cho chúng ta hiểu rõ là tại sao không có một lõi gió mạnh có hướng vào trong nào ở thời điểm đang xét. Có thể lí giải rằng lõi có gió tương đối mạnh hướng vào trong (về phía radar) biến động theo thời gian và không liên tục như khi nhìn thấy trên những hình ảnh khác. Và điều khác cũng rất đáng quan tâm là ở phía đông của vùng bùng phát (the surge area) chỉ có rất ít mưa nhưng phía trên của lõi (gió có hướng ra ngoài) thì đối lưu lại đang hình thành. Về phía tây-nam, tại (2450 ; 19 nm) ở đầu trái của tuyến cắt có một khối mây Cb lên đến độ cao 40 kft (12,1 km). Điều này cho thấy rằng có thể một đợt bùng phát khác đang đổ bộ lên (tràn vào) đảo. ảnh số 48: Hiển thị profile gió ngang (VAD), từ thời điểm 0:27Z đến 01:33Z, ngày15/09/94. VAD cho thấy rằng tốc độ gió bề mặt trên vùng đảo là tương đối yếu, từ 20 - 30 knots tại 1 kft (330 m). Từ thời điểm 01:04Z, tốc độ gió tại 1 kft đã giảm từ 30 knots xuống 20 knots. Hướng gió chủ đạo là tây-nam.
VAD biểu thị sự trải rộng theo phương thẳng đứng của trường gió tây-nam mà có thể lên đến độ cao 45 kft (13,6 km). Gió tây-nam tương đối mạnh ở phạm vi từ mặt đất lên đến mực 15 kft (4,5 km). Tốc độ gió cực đại là 40 kt, thổi theo hướng 2350 ở mực 9 kft. Lên cao hơn 15 kft, gió yếu hơn và hướng lệch về nam hơn một chút. ở lân cận độ cao này, từ sau 0:46Z có sự biến động mạnh hơn của tốc độ gió (thể hiện qua màu vàng của các "xương cá"). ảnh số 49: Tốc độ gió cơ bản PPI(V) (hoặc BASE(V)), quét khối từ thời điểm 02:45Z, ngày 15/09/94 ; góc nâng 3,40 , độ phân giải 0,54 nm (1 km). Hình ảnh cho thấy một vùng lõi -36 knots đang tiến sát khu vực radar. Dường như gió trên trạm tương đối yếu nhưng sẽ nhanh chóng tăng tốc - độ hội tụ mạnh? mưa lớn tăng lên? Chú ý là ở vùng tây-bắc, gió đang đổi hướng sang hướng nam nhiều hơn. Cũng cần chú ý rằng, nên xem xét thêm mặt cắt thẳng đứng của vận tốc gió.
ảnh số 50: Mặt cắt thẳng đứng XSEC(V), 15/09/94, thời điểm 02:45Z; độ phân giải 0,54 nm (1 km). Mặt cắt cho thấy lõi tốc độ gió -36 knots trải rộng và sâu (từ gần bề mặt đến độ cao 18 kft (5,5 km)). Có sự xuất hiện vùng gió hướng vào trong ở gần 10 kft (3,3 km). Đỉnh mây ở mặt cắt này ở gần 30 kft (9,1 km).
ảnh số 51: Profile gió ngang (VAD), từ thời điểm 2:33Z đến 03:14Z, ngày 15/09/94. VAD cho thấy sự liên tục của dòng gió tây-nam mạnh. Cấu trúc thẳng đứng thể hiện những vùng gió hướng vào trong với tốc độ cực đại lên tới -50 knots ở gần mực 10 kft (3,04 km) cũng giống như đã được chỉ ra trong mặt cắt trước đây (trường gió tây-nam lên đến độ cao 45 kft. Gió tây-nam tương đối mạnh ở phạm vi từ mặt đất lên đến mực 15 kft). Lên cao hơn 15 kft, gió yếu hơn và hướng lệch về nam hơn một chút.ở độ cao này và 20 kft, trong những khoảng thời gian nhất định có sự biến động mạnh của tốc độ gió (thể hiện qua màu vàng của các "xương cá").
Phân tích mặt cắt tốc độ gió
ảnh số 52: Mặt cắt thẳng đứng của tốc độ gió XSEC(V) dọc hai theo tia quét từ điểm 0 0 P1(300 ;60 nm) qua điểm đặt radar đến P2(120 ;60 nm) (tuyến gấp khúc); thời điểm 22:40Z, ngày 03/08/94. Trên ảnh thấy một lõi khá rộng, mạnh khoảng - 36 knots (màu xanh da trời) từ độ cao 2 kft (606 m) đến 6 kft (1818 m) đang tiến về phía radar. Lõi trải rộng từ 65 nm đến 85 nm kể từ điểm đầu tuyến; trong đó có vài ô thể hiện gió có hướng đi về gần radar với tốc độ 36 knots kéo xuống tận mặt đất. Còn từ vùng 85 nm tới 110 nm thì có sự xuất hiện gió hướng đi vào với tốc độ - 36 knots tại độ cao lớn hơn. Dọc theo tia quét này, có sự xuất hiện của đối lưu mạnh lên đến độ cao xấp xỉ 45 kft (13,6 km) và tàn dư của các đám mây Cb vẫn còn ở độ cao 30 kft (9,1 km). Nguyên nhân nào gây nên sự phát triển của đối lưu mạnh trên vùng biển nhiệt đới Marianas ở gần Guam? Vùng đại dương và lớp khí quyển bên trên nó là tương đối ấm và ẩm có tiềm năng bất ổn định. Tuy có một vài cơ chế nâng để hình thành đối lưu nhưng lại không có sự đốt nóng mặt đệm một cách không đồng nhất; không có sự nâng do địa hình và do front. Sự hình thành đối lưu có thể là do hội tụ ở tầng thấp hoặc là đối lưu cưỡng bức ở bề mặt bởi sự phân kì trên cao.
Tiếp theo cần phải tìm hiểu nguyên nhân nào gây nên sự bắt đầu của đối lưu trong dòng bình lưu qui mô lớn. ở vùng gần trạm (cách đầu tuyến 60 nm), dòng gió đông nam với tốc độ - 26 knots (hướng đi về phía radar) tồn tại ở mực thấp. Ngược theo chiều gió thổi khoảng 5 nm (cách đầu tuyến 65 nm) một lõi có tốc độ gió -36 knots (gió hướng đi về phía radar) được phát hiện. Đây là trường hợp hai khối không khí di chuyển cùng chiều với hai tốc độ khác hẳn nhau (26 và 36 knots), tạo ra một sự hội tụ gió ở nơi tiếp giáp giữa hai khối khí và khối khí nào nhẹ hơn sẽ bị trượt lên trên khối kia. Như vậy, đối lưu cưỡng bức được hình thành. Do khí quyển ẩm ướt, nên khi khối khí bị trượt đến trên mực ngưng kết, nó vẫn sẽ tiếp tục được nâng lên vì lúc này nhiệt ngưng kết toả ra làm tăng thêm tính bất ổn định của nó. Mây Cb sẽ hình thành. Khi mà giáng thủy bắt đầu rơi xuống từ mây Cb, sẽ có dòng giáng thổi xuyên qua đáy mây xuống thấp rồi toả ra theo tất cả các hướng. ở thời điểm này một cơ chế khác có thể phát triển để làm tăng thêm sự hội tụ. Dòng khí toả ra từ dòng giáng theo hướng tia quét (hướng về phía radar) sẽ tăng thêm tốc độ gió ở gần mặt đất, tạo ra sự hội tụ và đối lưu được hình thành theo hướng gió thổi. Chú ý là gió có tốc độ - 36 knots ở mặt đất có thể làm tăng sự hội tụ trong vùng. Điều này cũng tương tự như sự hình thành mây đối lưu Cumulus theo kiểu dải mây. Lúc này Dòng khí toả ra từ dòng giáng theo hướng ngược chiều gió cũng có thể tạo ra sự hội tụ gió và đối lưu nhưng sẽ làm giảm tốc độ gió bề mặt đất trong vùng đối lưu. Thành phần dòng giáng xung quanh vùng tàn dư của mây Cb thúc ép chuyển động thăng xung quanh vùng tàn dư này. ở đỉnh của mây Cb, dòng ra bị phân kì và sau đó hạ thấp xuống. Sự hạ thấp này làm hạn chế đối lưu xung quanh Cb và chính điều này tạo nên sự xuất hiện “hình đe” (hay hình cái đinh) ở đỉnh mây Cb. Đỉnh các đám mây Cb ở khoảng cách 90 nm (kể từ điểm đầu tuyến) đang suy sụp (mây đang tan), còn ở khoảng cách xấp xỉ 65 nm thì ngược lại, mây đang phát triển. Nhìn vào các vùng có gió hướng ra xa radar, một điều dễ nhận thấy là có một dấu hiệu tương tự giống với lõi gió mạnh ở tầng thấp và sự phát triển đối lưu. Vùng nằm giữa 60 nm - 20 nm nhận thấy hiện tượng đối lưu nhưng có vẻ như mặt cắt không cắt qua vùng mưa cực đại. ảnh số 53: Mặt cắt thẳng đứng của tốc độ gió XSEC(V) dọc theo hai tia quét từ điểm 0 0 P1(315 ;60 nm) qua điểm trạm radar đến P2(135 ;60 nm) (tuyến gấp khúc); thời điểm 22:45Z ngày 03/08/94. Hình ảnh này chỉ ra một khu vực gió hướng vào radar tương tự như ảnh trước, ngoại trừ trường hợp tia quét theo hướng 3150 không cắt qua khu vực hoạt động tối đa của đối lưu. ở vùng gió có hướng ra ngoài thì tia quét 3150 nằm gần với khu vực hoạt động tối đa. ở vùng giữa 40 nm trở ra phía ngoài cho đến đường số 0, thấy có ít hoạt động đối lưu xuất hiện hơn các vùng khác trong cả hai ảnh, chứng tỏ rằng có
sự biến động của đối lưu ở thời kì phát triển. Tia quét lí tưởng có lẽ là phải theo hướng gần 3100. Phân tích các sản phẩm ETOP và VIL ảnh số 54: Sản phẩm ECHO TOPS (hay ETOP), thời điểm bắt đầu quét khối 03:48Z ngày 26/08/94 ; độ phân giải 2,2 nm (4,1 km). Hình ảnh cho thấy vùng giữa 3400 đến 3500 và khoảng cách tới radar từ 20 đến 25 nm có các đỉnh phản hồi cao. Đỉnh phản hồi cao nhất (ứng với ô màu vàng cam trên ảnh) là 50 kft (15,2 km). Trên ảnh này cũng thể hiện thêm sản phẩm STORM TRACK. Theo sản phẩm này thì vị trí của dông được đánh dấu  (ở giữa ô màu vàng), còn hướng di chuyển của dông là đường vạch qua điểm này trên hình. Trên đường này còn có các chấm đen ( ), đó là các vị trí của dông theo các lần quét khối
trước. Dông di chuyển theo hướng 1300 với tốc độ 12,6 knots. Các vị trí được đánh dấu  cũng chỉ thị các vị trí của dông dự báo trong 6 giờ. Trên hình, ở hướng 200 cũng có một đường TRACK tương tự. ảnh số 55: ECHO TOPS (hay ETOP), thời điểm 03:54Z, ngày 26/08/94; độ phân giải 2,2 nm (4,1 km). Các ô trong vùng lân cận 3400 cho thấy các đỉnh phản hồi đã giảm độ cao so với ảnh trước chứng tỏ các ổ dông ở khu vực này đang tan rã. Đỉnh phản hồi cao nhất đạt 45 kft (13,6 km) nằm ở hướng 3400 và cách radar từ 20 đến 24 nm. Hướng di chuyển của dông lệch về nam hơn trước. Hướng di chuyển là 1330 với tốc độ 12,5 knots. Hướng di chuyển dự báo vẫn là bắc-tây-bắc. Hai lần quét khối cách nhau 6 phút cho thấy sự phát triển nhanh và phức tạp của đối lưu. Càng có nhiều đợt quét
khối trong một giờ trên vùng nghiên cứu, ta càng đánh giá được chính xác mức độ hoạt động của đối lưu và mưa. ảnh số 56: Tổng lượng nước ngưng kết trong cột khí quyển VIL, thời điểm bắt đầu quét khối 04:00Z, ngày 26/08/1994 (muộn hơn ảnh trước 6 phút); độ phân giải 2,2 nm (4,1km).
ảnh này cho thấy giá trị VIL tối đa là 30 kg/m2. Giá trị này ở gần hướng 3500 và 15 nm cách radar. Vị trí của nó không phù hợp lắm với đỉnh phản hồi cực đại trong ảnh trước mà là gần radar hơn và lệch sang hướng bắc, một phần vì hai ảnh lệch nhau 6 phút. Các nghiên cứu của Tom Yoshida cho thấy trong khu vực Guam, khi giá trị VIL bằng hoặc cao hơn 30 kg/m2 biểu thị rằng đang có chớp hoặc sắp có chớp. Hiếm khi ta bắt gặp VIL có giá trị lớn hơn 35 kg/m2. Vậy chúng ta nên tận dụng sản phẩm VIL như thế nào? ảnh số 57: Độ PHVT cơ bản quét tròn PPI(Z) (hoặc BASE(Z)); thời điểm 03:54Z, ngày 26/08/1994; góc nâng 9,90; độ phân giải 0,54 nm (1 km). Sản phẩm cho thấy có vùng phản hồi lớn (40 dBz) gần góc phương vị 3500 phân bố ở khoảng cách từ 14 nm đến 16 nm so với radar. Vùng phản hồi này cho ta thấy ở nơi này có thể sắp xảy ra mưa lớn.
Tóm tắt: Các sản phẩm như ECHO TOPS; VIL; CMAX; BASE REFLECTIVITY v.v cho ta biết thông tin về những gì đã xảy ra trong quá trình quét khối mây nhưng lại không cho biết những gì sắp xảy ra trong lần quét khối tiếp theo. Chỉ qua nghiên cứu nhiều lần quét khối ta mới có được kinh nghiệm để hiểu về sự phát triển của mây đối lưu (Cu) trong khu vực đang nghiên cứu. Nếu hiểu biết được những sản phẩm thu được (sự mạnh lên hoặc yếu đi), tận dụng được nhiều loại sản phẩm để có được sự xét đoán về chiều hướng vận động của các hệ thống Synop, có sự trao đổi ý kiến với các nhà dự báo hoặc trao đổi thông tin với các trạm khác để có thể nâng cao được kỹ năng dự báo. Phát triển các kĩ thuật quan trắc (các sản phẩm), lấy các mặt cắt khác nhau để có hiểu biết tốt hơn về các hiện tượng xảy ra. Việc lấy các mặt cắt sẽ sẽ chỉ cho ta những số liệu tương tự nhau, nhưng nếu lấy 1 hình vuông để đại diện cho 1 mặt cắt thì đó có thể chỉ là sự may rủi. Việc theo dõi radar một cách liên tục (trong mỗi lần quét khối) sẽ cho ta những thông tin phục vụ tốt hơn cho dự báo thời tiết hạn ngắn. Sự tan rã đối lưu diện rộng
ảnh số 58: Độ PHVT cơ bản BASE(Z) (hay PPI(Z)); thời điểm bắt đầu quét khối 21:00Z, ngày 02/09/94; góc nâng 0,5; độ phân giải 0,54 nm (1 km). Những đám mây phân bố rộng đã bao phủ khu vực Guam cùng với một vài vùng có hiện tượng đối lưu và mưa rào. Mưa rào xảy ra trên vùng phía tây và bờ biển đông-bắc của Guam. Có dải phản hồi mạnh gần bề mặt cho thấy có khả năng mưa rào nặng hạt sẽ xảy ra ở khoảng cách 12 nm về phía đông của trạm radar. Cũng có một vùng phản hồi mạnh được hình thành gần góc phương vị 3300 và ở khoảng cách từ 30 nm đến 40 nm kể từ radar. ảnh số 59:
Độ PHVT cơ bản BASE(Z) (hay PPI(Z)); thời điểm bắt đầu quét khối 21:00Z, ngày 02/09/94; góc nâng 9,90; độ phân giải 0,54 nm (1 km). Vùng có độ phản hồi 45 dBZ tại 9 kft (2,7 km) nằm trên khu vực phía tây của Guam. Khu vực phía đông của đảo là vùng phản hồi 50 dBz tại 5 kft (1,5 km). Dải ở cách 12 nm về phía đông của Guam có độ phản hồi từ 45 đến 30 dBz tại độ cao 12 kft (3,6 km). Với khoảng cách 50 nm và góc nâng 9,90 mà lại ở độ cao 55 kft (16,7 km) nên chỉ có độ phản hồi thấp (vì ở trên cao, các hạt mây thường nhỏ và ở trạng thái tinh thể). Thảo luận Cung tròn đồng tâm có độ PHVT tương đối mạnh, ổn định về khoảng cách và độ cao tồn tại của nó, chính là “dải sáng”. Nhìn chung thì dải này nằm ở vị trí 2 kft đến 4 kft (dưới mực đóng băng). Điều gì tạo ra “dải sáng” có tính chất đồng tâm đó và tại sao nó tồn tại ở độ cao như vậy? Nếu như không có hiện tượng đối lưu (dòng thăng và dòng giáng), thì các phần tử vật chất nặng (hạt mây) có thể vẫn còn lơ lửng. Do đó, nếu không có hiện tượng đối lưu thì khí quyển sẽ trở nên ổn định và vì thế mây và mưa sẽ giảm. Khi “dải sáng” tồn tại gần trạm radar, có thể dự báo rằng lượng mưa và mây sẽ giảm ở vùng đó. Điều này cũng tương tự như khi các đám
mây trung tích gây mưa rào trở thành mây trung tầng, mưa rào sẽ giảm thành mưa dầm. Một điều cần lưu ý khác là trong dự báo hạn ngắn lượng mưa giảm xuống vào 23:00Z tức là 09:00L (giờ địa phương) của Guam - đồng thời là thời gian lượng mưa đạt thấp nhất trong ngày. ảnh phản hồi từ biển ảnh số 60: Độ PHVT cơ bản BASE(Z) (hay PPI(Z)); thời điểm bắt đầu quét khối 23:55Z, ngày 12/08/1997; độ phân giải 0,54 nm (1 km); góc cao 0,50. Tín hiệu “Bướm Guam”. ở Guam mây tương đối nhiều trong ngày quang mây. Gió mặt đất phát triển. Tín hiệu này được gây nên từ “bụi muối” do hoạt động của sóng dọc bờ biển trên đảo Guam. Trong trường hợp này gió đông-nam khá mạnh cùng với sóng lớn đổ vào bờ từ hướng đông-bắc. Sóng và sóng gió từ phía đông-bắc đổ vào bờ và bụi muối được tạo ra từ những đợt sóng va chạm với đá ngầm và bờ biển, trong khi gió gây nên bụi nước khi chúng thổi qua đỉnh sóng. Đây là khu vực
cần đưa ra những cảnh báo về sóng gió và sóng bạc đầu cho những con tàu và cư dân quanh đảo. ảnh số 61: Bốn ảnh PHVT cơ bản từ thời điểm 23:43Z ngày11/23/1993 đến 04:41Z ngày 11/24/1993; góc cao 0,50; độ phân giải 0,54 nm. Tín hiệu phản hồi từ bụi muối được tạo ra chủ yếu từ những đợt sóng cao trên 3m tiến đến đảo từ hướng nam và xô vào bờ đá. ảnh lúc 23: 43Z cho thấy có độ phản hồi từ 35 dBz đến 50 dBz ở một số nơi. Đó là phản hồi từ mây đối lưu cumulus còn hầu hết khu vực từ 700 đến 1700 có độ phản hồi từ 15-25 dBz là phản hồi của bụi muối. Những cảnh báo về sóng và sóng lớn được đưa ra ngay khi tín hiệu về chúng bắt đầu xuất hiện. Gió đọc được trên VAD tại độ cao 2 kft có hướng 900 và tốc độ 25 knots. ảnh số 62:
Bốn ảnh PHVT cơ bản từ thời điểm 23:17Z ngày 01/11/93 đến 14:40Z ngày 02/11/93; góc cao 0,50; độ phân giải 0,54 nm. ảnh thứ 1: Thời điểm 23:17Z, ngày 01/11/93 cho thấy độ PHVT tương đối nhỏ. ảnh thứ 2 được quét sau khoảng 13 giờ tại thời điểm 12:33Z, ngày 11/02/93 cho thấy tín hiệu phản hồi của sóng biển bắt đầu xuất hiện. Những góc cao hơn được quét nhưng không thấy có phản hồi. ảnh thứ 3 được quét lúc 13:31Z cho thấy sự bắt đầu của tín hiệu phản hồi từ biển và nhắc chúng ta phải chú ý đến sự hoạt động tăng lên của sóng trên đường bờ biển phía đông và phía nam. Gió VAD tại độ cao 1 kt (304 m) có tốc độ là 5 knots với hướng gió là 800. ảnh số 63:
Bốn ảnh PHVT cơ bản từ thời điểm 15:33Z ngày 11/02/1993 đến 21:33Z, ngày 11/02/1993; góc cao 0,50; độ phân giải 0,54 nm (1 km). Trên mỗi ảnh đều cho thấy tín hiệu phản hồi vô tuyến sóng biển tăng lên, cho thấy rằng có sự tăng lên trong hoạt động của sóng biển. Thảo luận: Lúc 15:33Z tương ứng với 03:35L giờ địa phương ở Guam, tức là vào ban đêm khi mà sự quan sát bằng mắt về sóng trên sườn đông của đảo là không thích hợp thì sự nhận dạng tín hiệu này có nhiều ý nghĩa quan trọng để đưa ra những cảnh báo cần thiết. Khi những cảnh báo về sóng lớn đã được đưa ra, nó cho người sử dụng khoảng thời gian cảnh báo 06 giờ để đối phó. ảnh số 64:
Bốn ảnh PHVT cơ bản PPI(Z) từ thời điểm 23: 15Z ngày 25/11/93 đến 07: 34Z ngày 26/11/93; góc cao 0,50, độ phân giải 0,54 nm. Tương tự như “Bướm Guam”. Thảo luận: Tại Nha Trang và Tam Kỳ có đường bờ biển tương đối dài và các trạm radar, vì vậy có thể dự báo sóng lớn. Nếu phát hiện ra tín hiệu này ta có thể có một khoảng thời gian tham khảo, phán đoán để đưa ra những dự báo sóng lớn cho tàu thuyền, đặc biệt là khi có gió mùa đông-bắc. Những dự báo như vậy có ý nghĩa thiết thực cho các thủy thủ, khách du lịch, các khu nuôi trồng thủy hải sản và dân cư vùng ven biển. Gió mùa tây-nam cũng như như gió mùa đông-bắc đều có thể gây ra tín hiệu này trên radar ở TP Hồ Chí Minh. Bên cạnh đỉnh sóng và hoạt động sóng, những gì khác cần quan tâm khi cảnh báo sóng cao và chỉ dẫn các tàu thuyền nhỏ ? Cũng cần phải quan tâm đến thủy triều. Ta phải cộng thêm độ cao thủy triều vào độ cao dự báo đỉnh sóng gió và sóng lừng khi triều lên và trừ đi độ cao của thủy triều khi triều xuống để thu được độ cao sóng cực đại.
Độ dốc bãi biển cũng cần phải được quan tâm khi dự báo độ cao đỉnh sóng. Góc của mặt nước biển khi tiến đến gần bờ biển cũng phải được quan tâm. Với một đường bờ biển dài có độ dốc không ổn định nó thì có lẽ phạm vi dao động của độ cao đỉnh sóng dự báo là khoảng từ 2 đến 3 m. Một vấn đề thảo luận khác khi dự báo phạm vi dao động của độ cao đỉnh sóng là hầu hết các hướng dẫn dự báo đều qui định độ cao sóng lớn là giá trị trung bình của trên 2 phần 3 của độ cao sóng quan sát được, còn độ cao sóng cực đại lại cao hơn mức đó 10 % nữa. Xoáy thuận nhiệt đới ảnh số 65: Bốn ảnh độ PHVT cơ bản BASE(Z) từ thời điểm 02:22Z ngày đến 02:40Z ngày 10/09/93; góc cao 0,50; độ phân giải 0,54 nm. ảnh này cho thấy khả năng cho hiển thị một vùng hình quạt. Một xoáy thuận nhiệt đới yếu có vị trí cách radar 95 nm ở góc hướng 1770. Tại khoảng cánh 95 nm đó với góc cao 0,50 tia quét ở độ cao 12 kft (3,6 km). Phản hồi vô tuyến cực đại trong
bốn ảnh đạt 30 dBz là tương đối yếu đối với hệ thống đối lưu vào đầu mùa thu. Qua bốn ảnh ta thấy một xoáy thuận đã bắt đầu hình thành và trong 18 phút nó chuyển động chậm về phía tây-bắc với tâm cách radar khoảng 93 nm tại góc hướng 1770. Chú ý rằng xen kẽ những dải xoắn là khu vực không mưa lan đến tận gần tâm, chứng tỏ đây là một xoáy thuận yếu. ảnh số 66: Bốn ảnh tốc độ Doppler cơ bản từ thời điểm 02:22Z đến 02:40Z ngày 09/10/1993 (cùng thời gian với ảnh trước); góc cao 0,50; độ phân giải 0,54 nm. Gió khá yếu tại độ cao 12 kft (3,6 km) với dòng thổi vào (về phía radar) có tốc độ khoảng -20 knots. Thảo luận: Dông nhiệt đới và bão có độ phản hồi tương đối cao ở khu vực gần tâm và trong dải xoắn. Những hoàn lưu này có sự vận chuyển ở gần tâm lên đến độ cao 200 mb. Nói chung, hầu như xoáy nào càng mạnh thì càng phát triển cao hơn. Nhìn chung, khi xoáy thuận nhiệt đới mất màn mây là lúc chúng đang tan.
Bão nhiệt đới ảnh số 67: Bản đồ tốc độ tương đối, thời điểm bắt đầu quét khối 02:51Z, ngày 16/12/1997; góc cao 0,50; độ phân giải 0,54 nm. Đây là bản đồ tốc độ Doppler trong bão đã hiệu chỉnh (khác tốc độ cơ bản), trong đó sự chuyển động của hoàn lưu trong bão được đưa vào để hiệu chỉnh đối với sự phân bố tốc độ. Có một dòng giáng trên ảnh này qua tâm của mắt bão-tâm của vòng tròn trắng nhỏ trên hình. Vòng này là kết quả xác định dải sáng nhờ kĩ thuật BB. Tâm bão ở vị trí cách radar 60 nm về phía 750. Đường số 0 có màu xám. Sự phân bố tốc độ gió tương tự như ảnh mô phỏng vùng xoáy. ở xa radar từ 90 nm trở lên là một vành khuyên màu tím tía, đó là vùng số liệu Doppler ở khoảng cách ảo (range-folded- RF). Trên ảnh có một vạch thẳng đi qua gần tâm bão- đó là tuyến cắt để thu được ảnh mặt cắt tốc độ gió XSEC(V) sẽ xét dưới đây. ảnh số 68:
0 Mặt cắt tốc độ Doppler cơ bản XSEC(V), dọc theo tuyến từ điểm P1(37 ;25 nm) 0 đến điểm P2(129 ;80 nm), thời điểm 02: 51Z, ngày 16/12/1997. Tại khoảng cách 60 nm từ radar, góc cao 0,5o độ cao tia quét đạt tới 4 kft (1,2 km). Dòng gió thổi đến radar đạt tốc độ cực đại -64 knots tại độ cao 4 kft. Dòng thổi đi ra xa radar có tốc độ tương tự. Mắt bão có độ rộng khoảng 10-15 nm. Khu vực trống là khu vực giữa các dải xoắn ở khu vực này gió giảm và ít mây/giáng thủy. Dòng đi vào với tốc độ -64 knots mở rộng đến độ cao 30 kft (9,1 km) dòng đi ra +64 knots có quy mô ngang lớn hơn quy mô thẳng đứng bởi tốc độ gió cơ bản bao gồm cả chuyển động của bão. Nếu bão chuyển động tiến đến gần radar thì tốc độ gió ở hai góc phần tư bên phải được cộng thêm tốc độ di chuyển của bão, còn ở những góc phần tư bên trái thì ngược lại và vì vậy những góc phần tư bên phải có tốc độ lớn hơn so với bên trái. ảnh số 69: ảnh hiển thị PPI(Z) của bão hướng vào Đèo Ngang, obs 21: 50Z ngày 9/9/2000 do radar số hoá thường (không Doppler) ở Vinh thu được . Góc nâng của ăng ten là 0,80 . Hình dải quạt màu trắng ở gần phía nam radar là do hiệu ứng màn chắn của núi Hồng Lĩnh gây ra.
ảnh số 70: ảnh hiển thị PPI(Z) của cơn bão Andrew đổ bộ vào Florida, lúc 8: 35Z ngày 24/8/1992 do radar Doppler WSR dùng băng sóng S đặt tại Trung tâm Nghiên cứu bão NHC (Maiami, Hoa Kì) thu được trước khi bị cơn bão này phá hỏng. Nhiễu mặt đất ở quanh nơi đặt radar (có đánh dấu + trên hình) đã được loại bỏ và thay bằng màu xám.
lốc và vòi rồng ảnh số 71: Mặt cắt thẳng đứng của độ PHVT (Z), tốc độ Doppler (V) và độ rộng phổ tốc độ gió (SW) qua một cơn lốc mạnh có kèm vòi rồng ngày 02/6/1995 theo hướng 2100 của radar ở Friona, bang Texas, Hoa Kì, lúc 23:57:51Z. Các vòng tròn trên hình cách nhau 10 km. ảnh của Roger Wakimoto và the ATD Remote Sensing. Mặt cắt độ PHVT và tốc độ Doppler đều cho thấy ở tâm của vòi rồng, các giá trị này không lớn bằng vùng gần tâm, trong khi mặt cắt của độ rộng phổ thì ngược lại, ở chính tâm vòi rồng độ rộng phổ rất lớn.
ảnh số 72:
ảnh quét theo góc phương vị (PPI) của độ PHVT qua một cơn lốc mạnh có kèm vòi rồng ngày 03/5/1999 thời điểm 23:56:21Z, tức 20:08 giờ địa phương ngày2 June của radar ở Dimmitt, Texas, Hoa Kì. Trên hình ta thấy rõ cấu trúc dải xoắn và mắt của lốc giống như ở một cơn bão. ảnh số 73: ảnh độ PHVT quét theo góc phương vị PPI(Z) qua một cơn lốc mạnh có kèm vòi rồng ngày 03/5/1999, ở Oklahoma, Hoa Kì. Trên ảnh thấy rõ hình móc câu, đó là nơi xảy ra vòi rồng.
Front ảnh số 74: Phản hồi từ front lạnh do mạng lưới radar ở Anh thu được vào lúc 3:00Z ngày 9/3/1986 cùng hình phân tích trên bản đồ synốp. ảnh số 75: Hiển thị PPI (Z) của radar thu được vào lúc 9:45Z ngày 21/9/1982 tại Anh cho thấy một dải mưa front lạnh hẹp (dải màu hồng kèm màu xanh bao quanh nó). Độ phân giải 5 5 km, màu xanh ứng với mưa nhỏ và mưa vừa.
ảnh số 76: Hiển thị cường độ mưa bề mặt vào lúc 13::Z ngày 4/8/1985 với sự tồn tại của một front cố tù ở nước Anh. ảnh thu được nhờ sự kết hợp giữa số liệu radar thời tiết và vệ tinh METEOSAT bằng hệ thống hiển thị tương tác FRONTIERS. Màu sắc trên hình thể hiện cường độ mưa, từ mưa nhỏ (màu xanh nhạt) đến mưa to (màu hồng và đỏ). Riêng màu trắng ứng với khu vực không có số liệu radar mà chỉ dùng số liệu vệ tinh. ảnh số 77:
Hiển thị của radar về phân bố cường độ mưa (góc trái phía trên), hình phân tích trên bản đồ synốp (góc phải phía trên), các ảnh về phân bố nhiệt độ chụp từ vệ tinh METEOSAT trên băng sóng hồng ngoại (góc trái phía dưới) và băng sóng thị kiến (góc phải phía dưới) lúc 18::Z ngày 1/8/1986 với sự tồn tại của front lạnh, nóng và cố tù ở nước Anh. Vị trí front nhận biết rõ hơn qua ảnh phân bố nhiệt độ của vệ tinh, còn ảnh radar cho thấy vùng mưa trước front.
Tài liệu tham khảo 1. Đài Khí tượng Cao không, 1998: Tài liệu tập huấn Khí tượng radar. Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, Hà Nội, 119 trang. 2. Tạ Văn Đa và nnk, 2001: Thử nghiệm khai thác khả năng đo mưa bằng radar thời tiết ở Việt Nam (Báo cáo tổng kết "Tiến bộ kỹ thuật"). Đài Khí tượng Cao không, Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, Hà Nội, 119 trang. 3. Nguyễn Hướng Điền, 2002: Khí tượng vật lý. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, Hà Nội, 304 trang. 4. Nguyễn Hướng Điền, 2005: Công thức bán lí thuyết tính vận tốc rơi bão hoà của các hạt mưa. Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia, Hà Nội, chuyên san KHTN và CN, tập 21, số 1, trang 12-18. 5. Trần Duy Sơn và nnk, 2001: Nghiên cứu sử dụng thông tin thời tiết phục vụ theo dõi, cảnh báo dông, mưa và bão (Tài liệu tập huấn Đề tài Nghiên cứu khoa học). Đài Khí tượng Cao không, Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn, Hà Nội, 87 trang. 6. Tom Yoshida, 2004: Tài liệu tập huấn Khí tượng radar (bản dịch lưu hành nội bộ). Trung tâm Khí tượng-Thuỷ văn Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường, TP. Hồ Chí Minh. 7. Christopher G. Collier, 1996: Applications of Weather Radar Systems. A Guide to Use of Radar Data in Meteorology and Hydrology. John Wiley and Sons, Chichester, pp. 389. 8. David Atlas (edited by), 1990: Radar in Meteorology: Battan Memorial and 40th Anniversary – Radar Meteorology Conference. American Meteorological Society, Boston, pp. 806. 9. Ronald E. Rinehart, 1991: Radar for Meteorologists. Department of Atmospheric Sciences. Center for Aerospace Sciences, University of North Dakota, US, pp. 334. 10. Sauvageot H., 1991: Radar Meteorology. Artech House, Boston-London, pp. 367. 11. WMO, 1996: Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation. Technical Notes No 8. Geneva. 12. A. B. Kalinovskii, N. Z. Pinus, 1961: Aerologija (tiếng Nga). Gidrometeoizdat, Leningrad, 516 trang. 13. H. A. Zajxeva, 1990: Aerologija (tiếng Nga). Gidrometeoizdat, Leningrad, 323 trang. 14. 15.