20.1.8. Intensity of Precipitation

20.1.8. Intensity of Precipitation

 강수의 강도는 반사율(reflectivity)이라고도 알려진 강수에 의해 *후방 산란된 에너지(backscattered energy)의 양으로 결정됩니다. 반사율은 다음에 의해 결정됩니다.

• 강수 입자의 크기
• 강수의 상태 (액체 혹은 고체)
• 강수 농도 (부피당 입자 수)
• 강수의 모양

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20.1.8.1. Intensity of Liquid Precipitation

 액체 상태인 입자의 반사율을 결정하는 가장 중요한 요소는 강수 입자의 크기입니다.

액체 타깃에 관련된 반사율

 입자가 클수록 작은 입자보다 반사율이 높습니다. 예를 들어, 1/4inch 직경의 입자는 각각 1/8inch 직경의 64개의 입자와 같은 양의 에너지를 *후방 산란(backscatter)시킵니다. 

 레이더 이미지(image)/명암(intensity) 척도(scale)는 Z(*dBZ)의 데시벨 단위로 측정되는 반사율과 관련이 있습니다. dBZ 값은 대기권 내 타깃(target)의 복귀 신호(return signal) 강도에 따라 증가합니다.

 일반적으로, 액체 상태인 강수 크기의 입자 반사율은 15 dBZ 이상의 값과 관련이 있습니다. 15 dBZ 미만의 값은 일반적으로 액체 상태인 구름 크기의 입자와 관련이 있습니다. 그러나 이러한 낮은 값은 먼지(dust), 꽃가루(pollen), 곤충(insects), 또는 대기 중의 다른 작은 입자들과도 연관될 수 있습니다.

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20.1.8.2. Intensity of Snow

 레이더 이미지는 강설(snowfall)의 강도를 결정하는 데 신뢰성 있게 사용될 수 없습니다. 그러나 일반적으로 강설량(snowfall rate)은 반사율이 증가함에 따라 증가합니다.

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20.1.8.3. Bright Band

 *밝은 띠(bright band)는 레이더가 관측하는 고유한 특징으로, *빙결 (*녹는) 고도{freezing (melting) level}를 나타냅니다. 이 용어는 레이더 안테나가 강수를 스캔할 때 발생할 수 있는 향상된 반사율 대역(band of enhanced reflectivity)에서 비롯됩니다. 구름의 빙결 고도는 액체 상태인 물로 덮여 있는 얼음 입자를 포함합니다. 이러한 입자들은 빙결층(freezing layer) 위아래 구름의 부분보다 훨씬 더 많은 (레이더에서 큰 빗방울로 보이는) 에너지를 반사합니다.

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• 후방 산란 에너지 (backscattered energy) : https://jicho9597.tistory.com/183 참조
• 후방 산란 (backscatter) : 레이더에서 입사파 방향의 반대 방향으로 반사된 에너지. 전파가 전파(傳播)될 때 입사파와 산란파의 전파 방향을 기준 방향(일반적으로 수평)으로 간주할 경우, 반대 방향이 되는 산란.
• dBZ (decibels relative to Z) : 기상레이더에서 송신한 전자기파가 목표물에 산란되어 탐지하여 수신기로 되돌아오는 신호의 강도를 반사도(Z)로 나타냄. dBZ는 단위 체적(㎥) 당 직경 1mm인 물방울 1개를 기준으로 하는 레이더 반사도 단위로, 신호 강도 차이로 입자의 개수와 크기를 추정할 수 있음.
• 밝은 띠 (bright band) : 레이더 관측은 레이더에서 송출된 전자기파가 대기 중의 강수 입자 등에 부딪히고 산란되어 레이더로 돌아오는 전자기파의 강도를 분석하여 지상에 내리는 강수의 세기를 판단하게 됨. 온화한 기후에서, 빗방울의 형태로 지면에 도달하는 대부분의 강수 입자는 원래 구름 속 높은 고도에서 얼음이나 눈 입자로 형성된 것. 얼음이 녹는 고도(melting level) 아래로 떨어질 때 얼음의 외부 표면이 녹기 시작. 녹는 고도(0℃) 바로 아래에서 얼음 입자의 표면이 물로 변했을 때 반사가 강해져 강한 레이더 신호를 발생. 이를 밝은 띠라고 함. 레이더에 의한 강우 강도를 실제보다 강하게 표현하는 경향이 있음. 이러한 밝은 띠 현상은 광범위한 지역에 걸쳐 발달한 층운형 지역에서 빈번히 관측됨.
• 빙결 고도 (freezing level) : 어떤 지역의 대기 온도가 0℃에 도달할 때의 가장 낮은 지상으로부터 높이(고도).
• 녹는 고도 (melting level) : 대기 중에 얼음 알갱이나 눈송이가 낙하할 때 이들이 녹는 높이.

 

※ U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, FAA Advisory Circular (AC) 00-6B, AVIATION WEATHER, page 20-9~10 해석