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VHF-Radarexperimente zur Erforschung der Atmosphäre 23
Aus Bild 2.8a ergeben sich für die Zeitdifferenzen t x und t y die Terme
t
x
a
a cos
x sin ϕ
y ϕ
= ; t y =
(2.5)
v
v
und die Geschwindigkeiten in x- bzw. y-Richtung ergeben sich zu
a
a
x v
y v
v x = = und v y = = . (2.6)
t sin ϕ
t cosϕ
x
Man erkennt, daß v x und v y nicht die Komponenten von v sind. Der horizontale
Windvektor v ergibt sich aus der geometrischen Konstruktion im Bild 2.8b als Senkrechte
vom Ursprung auf die Verbindungsgerade der Beträge von v x und v y.
y
a y
ϕ
a y cosϕ
ax sinϕ
(a)
v
a x
x
Bild 2.8: geometrische Konstruktionen zur SA-Methode
Die vorangegangenen Aussagen verdeutlichen das Grundprinzip der SA-Methode. In der
Realität ist die Konstanz und Isometrie des irregulären Profils nicht gegeben und der nach
dem o.a. Prinzip ermittelte horizontale Windvektor wäre fehlerhaft.
Ein mathematisches Modell zur näherungsweisen Beschreibung der zeitlichen Variabilität
der Irregularitäten in Form und Bewegung ist Inhalt, der in der Praxis angewendeten „Full
Correlation Analysis“ (FCA) zur Bestimmung des horizontalen Windvektors. Eine
ausführliche Herleitung ist in [Bri84] dargelegt.
Die vertikale Komponente des dreidimensionalen Windvektors wird beim SA-Experiment
über die Interferometrie, der Auswertung der Phasen des empfangenen Echos bestimmt.
Aus der Nullphasenlage der drei Kreuzkorrelationen und dem räumlichen Abstand
zwischen den Antennen kann der mittlere Einfallswinkel (mean angle of arrival - AOA) mit
Elevation ϑ und Azimut ϕ bestimmt werden. Die mittlere radiale Windgeschwindigkeit in
v y
y
ϕ
v
(b)
v x