Nové meteorologické radary na dálku rozeznají, jestli bude pršet, nebo sněžit

Celé území České republiky je pod dohledem dvou radarů. Vysílají radiové pulzy o frekvenci 5,6 GHz (miliard kmitů za sekundu), které se odrážejí od vody v atmosféře. Výstupy z radarů nejsou žádným tajemstvím, Český hydrometeorologický ústav je přímo zveřejňuje na webu radar.bourky.cz. Na mapě republiky si tak každý může najít, jestli se právě na něj neřítí dešťový mrak.

„Signál je vysílán ve velmi krátkých pulzech. Přitom se vysílací část neustále otáčí. Vždycky, když dokončí otočku, tak se změní výškový úhel. Snažíme se zjistit informaci ve 3D zobrazení, protože oblaky jsou prostorové,“ vysvětluje meteorolog Martin Novák, „přijímací část čeká, odkud se signál vrátí. Jakmile se nějaký vrátí, zapíše se azimut, výškový úhel a čas.“

Tím je jasně daná poloha cíle, od kterého se signál odrazil – tedy dešťových kapek nebo ledových krystalků v oblacích. Kromě toho se také zapisuje odrazivost cíle podle toho, jak silný signál se vrátil. Při frekvenci přibližně 5,6 GHz, což odpovídá vlnové délce asi 5,3 cm, má radar dosah do 260 km.

Na běžné mapě se pozorovatelům zobrazuje maximální odrazivost bez ohledu na výšku: modrá znamená nejmírnější srážky, červená nejintenzivnější. V jiné aplikaci je možné „odfiltrovat“ jen srážky v určité výšce nad zemským povrchem – taková mapa je dostupná na webu hydro.chmi.cz pod záložkou Srážky v rámci radarů s možností zoomu.

Proč u nás mapa svítí, i když neprší?

Radary mají v současné době rozlišení zhruba 1×1 kilometr bez ohledu na výšku cíle. Čím se však vzdalujeme od radaru, tím jsou informace méně přesné. Malé výšky ve větší vzdálenosti nelze měřit vůbec, protože Země je kulatá, a signál letí přímo. Druhá věc je radarový útlum. Přesto jsou údaje dle výšky pro běžného pozorovatele praktičtější než celková odrazivost, říká Martin Novák.

„Pro srážky je lepší sledovat odrazivost v nižších hladinách, jeden a půl nebo dva kilometry. Hlavně při bouřkách se totiž dostávají do okolí bouřkových oblaků ve větších výškách kousky ledu s vysokou odrazivostí, které ale nepadají dolů. Zůstávají ve formě roztažené ‚kovadliny‘ bouřkového oblaku. Pod nimi srážky nejsou, ale na mapě maximální odrazivosti bez ohledu na výšku vidíme odrazy, které bývají i zelené.“

Zhruba dvacet let umějí české srážkové radary měřit i Dopplerův jev: když se cíl vzdaluje, vlnová délka signálu se „natahuje“. Když se cíl přibližuje, vlny signálu se naopak „stlačují“. V zahraničí pomocí tohoto jevu meteorologové poznají otáčející se tornádo. A ve výhledu jsou ještě další funkce, vypočítává Martin Novák.

Jako z konve, nebo padají i trakaře?

„Například pokud se používá polarizace, radary mohou rozeznávat skupenství cíle: jestli se jedná o vodu, nebo o led. Tím pádem můžeme rozeznávat druh srážek. To je důležité v létě zejména při zjišťování, jestli to jsou jenom přeháňky, nebo jestli už se v nich vyskytují i kroupy. A samozřejmě v zimě detekce, kde jsou srážky sněhové a kde ve formě deště, je také poměrně užitečná informace.“

Meteorologové zatím tyto funkce nevyužívají, ale nové radary už jsou na ně připravené. V letošním roce totiž proběhla výměna obou zařízení, která už trápily četné výpadky. Není divu, radar pro Moravu na Drahanské vrchovině pocházel z roku 1995, jeho brdský kolega pro Čechy byl o pět let novější.

„Oba radary jsou polarizační. Měří data, ze kterých by mělo být možné poznat i druh srážek – s nějakou tolerancí. Informace není úplně stoprocentní. A právě proto se nejdřív musí provádět testy nových druhů dat, hledat vhodné nastavení výstupů. Počítáme s tím, že by někdy kolem přelomu roku mohly být nové produkty připraveny k běžnému používání,“ těší se Martin Novák.