Sunday, September 09, 2012

Näiteid "prahipallist" radaril

Ookeanitagustes meediakanalites sai möödunud aastal populaarseks sõnaks sõna "prahipall"(debris ball) - tornaado poolt üles tõstetud prahi poolt tekitatud radaripeegeldus. Koguni nii populaarseks, et mõned tormikütid tekitasid selle kohta juba "joomismängu" - üks drink iga korra peale kui keegi televiisoris või mõnes muus meediakanalis seda sõna kasutab. Kuid kuidas ta radaril üldse paistab?

Näiteks toon ma Tuscaloosa-Birminghami tornaado kurikuulsal 27. aprillil 2011, meie aja järgi küll ööl vastu 28. aprilli, mis on Alabama rahval ilmselt sama värvikalt meeles kui 3. aprill 1974(mil mitut USA osariiki Ohiost Alabamani tabas samuti katastroofiline tornaadopuhang - "Super Outbreak").

Järgnev radaripilt on üldvaade Alabamas Birminghamist lõunas oleva Shelby maakonna lennujaama radaripildile, mis põhineb kell 22:15 UTC(28. aprillil kell 1:15 Eesti aja järgi) lõppenud ruumiskanneeringul(volume scan). Umbes samal ajal oli EF4 tornaado just tabamas Tuscaloosa linna. Radarikiire kaldenurk on nendel piltidel umbes 0,5 kraadi. Pilt on tsentreeritud radarile ning pildi diagonaalservades näidatud kohad asuvad radarist ca 380 km kaugusel. Kasutatud radariandmed on resultsiooniga 250 m x 0,5°.
Üldpilt kohanimedega.
Üldpilt kohanimedeta.

Sama pilt, kuid on märgitud ka samakaugusjooned.
Nagu näha, on sellel ajahetkel Hattit, Hooverit ja Gadsdeni läbivast joonest põhja pool laiaulatuslikud äikesetormid. Valdavalt on siin tegemist eraldiseisvate superelementidega ning mitme äikesepilve all on parasjagu aset leidmas ka tornaado. Nüüd vaatame lähemalt Tuscaloosa-Birminghami tornaadot.

Nüüd on selgelt näha raevukas superelement ning "konksukaja". Pange aga tähele, et selle "konksu" otsas on ümbritsevatest kajadest veelgi heledam laik. Kui superelemendis ise on kajad umbes kuni 60 dBZ, siis selles väikeses alas on kajad üle 65 dBZ. Nagu ma ennist mainisin, on sellel hetkel tornaado just tabamas Tuscaloosa linna - ning see hele laik, mida te näete, ongi "prahipall". Kui vaadata radiaalkiiruste pilti on täpselt prahipalli juures ka näha pöörlemisele viitav "tuultepaar".
Tsirkulatsiooni ning prahipalli asukoht on praktiliselt identsed. Me ei näe mitte ainult tsirkulatsiooni kõrgemal atmosfääris vaid ka keerist ennast ja tema poolt üles viidud prahti, mis nüüd radarikiiri peegeldab. Tornaado vägevusele annab tunnistust ka tõik, et prahipalli asukohas oli radarikiir umbes 940 meetri kõrgusel. Järgnevalt olen suurendanud veelgi sisse.
Radiaalkiiruste pilt
Peegelduvuse pilt. Pildile on märgitud ka radiaalkiiruste pildil nähtud tsirkulatsiooni kese. Pange tähele, kuidas see asub peaaegu täpselt prahipallis.
Kell 1:55
Teiseks vaatame seda sama tornaadot skanneeringult, mis lõppes Eesti aja järgi 28. aprillil kell 1:55. Tornaado oli nüüd lähenemas Birminghamile ning piirkonda oli väljastatud "tornaadohädaolukord" - erakordselt tugeva sõnastusega tornaadohoiatus, mis tähendab, et mingile suurema asustusega alale on lähenemas kinnitust leidnud potentsiaalselt hävitav tornaado. Selleks hetkeks on radarikiir kõige madalamal kaldenurgal "läbimas" keerist umbes 500 meetri kõrgusel. Just kümme minutit varem teatas Birminghamis baseeruvas telekanalis WBRC ilmateadustaja ärevalt, et telejaama juures sajab taevast alla prahti ning hetk hiljem võis tumeneva taeva taustal langevaid objekte näha ka telepildis. Sadu oli selleks ajaks juba alanud. Üldpilt nägi välja selline(kiire kaldenurk horisondi suhtes 0,54 kraadi):
Pange tähele: Välja "suumitult" on prahipall pea märkamatu. Mingil viisil on siiski nähtavad piirkonnas möllavate superelementide "konksud." Andmete silumine(mida siinkirjutaja peab silmailu nimel kvaliteedi ohverdamiseks) selles punktis vaid raskendaks pildi interpreteerimist.
Birminghamis endas hakkasid selleks ajaks sademed nõrgenema ning keeris ise muutus paremini nähtavaks, kuigi sadu varjas endiselt vaadet. (Radaripildil kujutatud aeg on ülalviidatud videol umbes 15-ndal minutil, silmas tuleb pidada et pildid ei ole reaalajas - ruumiskanneeringu tegemiseks läheb praegu valdavalt kasutatava tehnika juures aega mitu minutit isegi vähendatud kõrgustasemete hulga korral!).
Peegelduvus
Prahipallis ulatusid kajad kuni 72 dBZ-ni(andmed sammuga 0,5 dBz)!
Radiaalkiirused
Ka siin on näha et radiaalkiiruste pildil nähtav tsirkulatsioon ning prahipall langevad asukoha poolest praktiliselt kokku. 
Täiendavaid mõtteid:
Kuidas paistnuks situatsioon 500 meetri pseudoCAPPI pildil?
Ilmselt samamoodi - valdavalt oleks(id) kajastunud kõige madalama kaldenurgaga skanneeringu(te) andmed. 
Erimärkus Birminghami näite kohta:
Kõige madalama kaldenurgaga radarikiir oli keerise juures just umbes 500 meetri kõrgusel(mis on EMHI kodulehel nähtava pseudoCAPPI pildi kõrgustasemeks). Järgmisele andmetes kättesaadavale kaldenurgale 0,92° vastav kõrgus 500 m oli juba äikesekompleksist eemal. Siin muidugi tuleb märkida, et sealmail kasutatavas süsteemis vähendatakse sajusituatsioonis skanneeritavate kõrgustasemete hulka, et kiirendada ruumiskanneeringu tegemist ning nõnda saada sama aja jooksul rohkem pilte. Ma ei ole kursis Eestis oleva süsteemiga ja meil kasutuses oleva VCP'ga(VCP - Volume Coverage Pattern) ning kas meil vastavalt ilmale seda muudetakse, kuid kui kaldenurkade vahemikus 0,5-0,9 kraadi oleks olnud täiendavaid skanneeringuid, oleks ehk pCAPPI pilt olnud äikesetormi äärmisel lõunaküljel väheke teistsugune. Selle näite osas aga - kasutada olnud andmetest tehtud 500 m pCAPPI ja 0,5 kraadise kaldenurgaga skanneeringu pildid olid meid huvitavas piirkonnas samasugused! Ja jälle, alati tuleb meeles pidada, et pilved ei ole paigal! 
Tuscaloosa:
PseudoCAPPI pilt ning 0,54° kaldenurgaga peegelduvuse pilt andsid küll samasuguse tulemuse. Tuscaloosa kohal oli kõige madalama kaldenurga korral radarikiir juba umbes kilomeetri kõrgusel(vt ülal).
Kuidas paistis möll maa pealt?
Äikesed liikusid sellel päeval kirde poole. Nagu radaripiltidelt näha, oli aga äikesepilvede kirdeosa täis sademeid. Kõige parem vaade keerisele oleks olnud ilmselt lõunaküljelt. Tornaadode teel olnud inimeste jaoks oleks aga algul lihtsalt paistnud, et tuleb kõva äike. Mingil hetkel läks väljas hämaraks ning algasid hoogsademed koos rahe ja pagituultega. Samuti võis sellel ajal juba ka hakata taevast alla langema tornaado poolt üles tõstetud prahti. Mingi hetk sadu nõrgenes ning siis lähenes juba tornaado ise, reageerimiseks võis olla aega vaid mõni minut. Selline vihma tagant välja tulek hakkaski näiteks silma ka WBMA/WCFT/WJSU ehk ABC 33/40 tornaadokajastusest(kohalikud telekanalid tegid tornaado saabumisest otseülekande). Selle telekanali kaamera jäi küll ilmselt tornaado trassist põhja poole.

Viiteid:
1. Kasutatud andmed on kättesaadavad nii Level III kui ka kõrgemaresolutsioonilises ja tooremas Level II formaadis aadressil http://www.ncdc.noaa.gov/nexradinv/
2. Neid toorandmeid saab vaadata kasutades programmi Weather and Climate Toolkit, mis on saadaval aadressil http://www.ncdc.noaa.gov/oa/wct/

No comments: