search query: @keyword säätutka / total: 8
reference: 3 / 8
« previous | next »
Author:Piepponen, Timo
Title:Kaksoispolarisaatiosäätutkan takaisinsironnan numeerinen mallintaminen
Numerical modelling of the backscattering of dual-polarization weather radar
Publication type:Master's thesis
Publication year:2009
Pages:viii + 55 s. + liitt. 8      Language:   fin
Department/School:Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta
Main subject:Avaruustekniikka   (S-92)
Supervisor:Hallikainen, Martti
Instructor:Pulliainen, Jouni
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203071292
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark S80     | Archive
Keywords:scattering modelling
radiative transfer theory
weather radar
melting layer
sirontamallinnus
DDA
säteilynkuljetusteoria
säätutka
sulamiskerros
Abstract (eng): Polarimetric weather radars will be in operational use in the near future.
Polarimetric weather radars provide more information in the measurement of the atmospheric hydrometeors when compared to traditional weather radars.
Hence more accurate estimates of the rain water content and precipitation types can be attained.
In order to make better use of the features of polarimetric weather radars more information on the scattering properties of hydrometeors is needed.

In this thesis a program, that models scattering using modified DDA calculation and the zeroeth degree radiative transfer theory, was made.
The program is able to calculate forward and backscattering parameters of a single particle and scattering and attenuation properties for a layer consisting of those particles with a specified numerical density.
The results from program for spherical particles were validated by comparing them to Mie scattering results, which are analytical, and therefore, true results for the scattering situation.

The program was used to model attenuation due to hydrometeors in the melting layer.
It was studied how the propagation attenuation changes when the water volume fraction in the particles increases and how differential accumulation of the water affects the attenuation in different polarization components.
Melting of the particle was modeled with a simple model with four phases of melting.

The results of the attenuation modeling suggest, that the difference between HH and VV polarizations increases strongly when more water accumulates in the bottom of the particle and when the particle changes to a flatter shape.
The second phase of the melting was spherically symmetric but contrary, to the initial assumption, differences between attenuation results for different polarizations were noticed.
The problem was assumed to be caused by the way the particles were generated and not by the program which otherwise seems to be working properly.
Abstract (fin): Polarimetriset säätutkat ovat tulossa lähiaikoina operatiiviseen käyttöön Suomessa ja muualla maailmassa.
Polarimetriset säätutkat tuovat lisää informaatiota ilmakehän hydrometeorien mittaukseen ja mahdollistavat siten perinteisiä säätutkia tarkemman sateen vesimäärän arvioinnin ja sateen olomuotojen luokittelun.
Polarimetristen säätutkien parempaa hyödyntämistä varten tarvitaan lisää tietoa erilaisten hydrometeorien sirontaominaisuuksista .
Tässä työssä tehtiin modifioitua DDA- eli diskreettidipoliapproksimaatiolaskentaa ja nollannen asteen säteilynkuljetusteoriaa käyttävä sirontamallinnusohjelma.
Ohjelma kykenee laskemaan yksittäisen partikkelin eteenpäin ja takaisinsirontaparametrit eri polarisaatioille ja samoista kappaleista käyttäjän antamalla tiheydellä muodostuvan kerroksen sironta- ja vaimennusominaisuudet.
Ohjelman toiminta validoitiin vertaamalla pallomaisten kappaleiden mallinnustuloksia analyyttisiin, ja siten tarkasti oikean tuloksen antaviin Mie-sirontatuloksiin.

Ohjelmaa käytettiin sulavan lumi-, räntä- ja vesisateen etenemisvaimennuksen mallintamiseen.
Ohjelmalla tutkittiin miten etenemisvaimennus muuttuu partikkelin sisältämän vesimäärän kasvaessa ja kuinka veden sijoittuminen eri puolille kappaletta vaikuttaa eri polarisaatioilla tapahtuvaan vaimennukseen.
Sulamista mallinnettiin yksinkertaisella mallilla, jossa on neljä sulamisvaihetta.

Vaimennusmallinnuksen tuloksista havaittiin, miten HH- ja VV-polarisaatioiden ero kasvaa voimakkaasti, kun partikkelin alaosaan kertyy nestemäistä vettä tai kun partikkelin muoto muuttuu litteämmäksi.
Pallosymmetristä tilannetta kuvaavassa toisen sulamisvaiheen partikkelissa havaittiin oletuksen vastaisesti myös jonkin verran eroa polarisaatioiden vaimennustuloksissa.
Ongelman oletettiin johtuvan tavasta, jolla partikkelit luotiin, eikä varsinaisesta mallinnusohjelmasta, joka vaikuttaa muuten toimivan oletetusti.
ED:2009-10-05
INSSI record number: 38408
+ add basket
« previous | next »
INSSI