איך עובד מכ“ם גשם
מאת גל ברקאחד הכלים היעילים לחיזוי ומדידת כמות הגשמים בטווח המיידי הוא מכ“ם מזג האויר. איך הוא עובד?
מכ“ם הגשם, כמו כל מכ“ם אחר, מסתמך על החזרה. הוא שולח אות מסויים ומקבל החזרה. מכ“ם המשמש למדידת כמות גשמים, שולח אות בתדרי מיקרוגל. התדרים בהם משתמשים, קובעים במידה רבה מה יכל להחזיר אותם. במקרה של מכ“ם בתדרי מיקרוגל, מתקבלת החזרה, בין היתר (ובעיקר) מטיפות המים באויר. עוצמת ההחזרה מאפשרת לגלות את הטיפות עצמן (גודל/כמות), אבל איך יודעים אם המים האלו נמצאים בעננים ופשוט ”משייטים לאיטם“ באטמוספירה, או נופלים בעוצמה על הקרקע?
כאן נכנס לתמונה עקרון פיסיקלי המכונה ”אפקט דופלר“. זהו אפקט יחסית מוכר, שיוצר התכווצות באורך הגל הנקלט ממקור כלשהו, כאשר הוא בתנועה לכיוון הקולט, או התרחבות אורך הגל כאשר התנועה בכיוון ההפוך. ניתן לשים לב לאפקט, בגלי קול: כאשר אנו עומדים במעבר חציה, ועוברת על בכביש מכונית, הצליל שושמעים ממנה משתנה במקצת כאשר היא חולפת על פנינו.
אפקט זה פעיל עבור כל סוג של גל, בין היתר גלי מיקרוגל. בנוסף, אפקט זה פעיל לא רק כשהמקור מפיק את הקול בעצמו, אלא גם כשמשהו מחזיר גלים שנוצרו במקום אחר.
במקרה שלנו, אמנם הטיפות לא נופלות תמיד לכיוון המכ“ם (למעשה, את הטיפות היחידות שבאמת נופלות לכיוון המכ“ם לא רואים, משום שהכיסוי של המכ“ם לא כולל את האיזור שמעליו) אבל ניתן לראות שינויים במהירות הגשם, בשיטה זו, מהחזרת האותו ששולח המכ“ם, גם אם הכיוון של הטיפות הוא לא ישירות לכיוון המכ“ם. תוך שימוש בשיטות מתמטיות, ניתן לראות מהי כמות הגשם היורדת בטווח המכ“ם
מקור:
Scientific American, גליון נובמבר 2002, עמ‘ 90-91.
