Charakterystyka produktÃ³w radarowych - Instytut Meteorologii i ...

Irena Tuszyńska 

Charakterystyka produktów 

radarowych 

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej 

Państwowy Instytut Badawczy 

Warszawa marzec 2011

Autor opracowania 

mgr inż. Irena TUSZYŃSKA 

Irena.Tuszynska@imgw.pl 

Ośrodek Teledetekcji Naziemnej 



01-673 Warszawa 

ul. Podleśna 61 

Opracowanie prezentacji w HTML 

mgr Paweł Rychlewski 

Pawel.Rychlewski@imgw.pl 






Recenzent opracowania 

mgr Zdzisław Dziewit 

Zdzislaw.Dziewit@imgw.pl 






2

Spis treści 

1 Metodyka pozyskiwania informacji radarowej i jej przetwarzanie 5 

1.1 Radar meteorologiczny 5 

1.2 Radary z pojedynczą i podwójną polaryzacją 8 

1.3 Pozyskiwanie i przetwarzanie informacji radarowej 9 

1.4 Typy produktów generowanych przez system radarowy 12 

2 Podstawowe produkty radarowe 21 

2.1 Przekrój stożkowy - PPI 21 

2.2 Przekroje poziome typu CAPPI i PCAPPI 24 

2.3 Odbiciowość średnia w zadanej warstwie - LMR 25 

2.4 Odbiciowość maksymalna - MAX i CMAX 26 

2.5 Wysokość echa radarowego - EHT 28 

2.5.1 Wierzchołek echa radarowego 28 

2.5.2 Wysokość maksymalnej odbiciowości 29 

2.5.3 Wysokość podstawy echa radarowego 29 

2.6 Przekrój pionowy – RHI 31 

2.7 Przekrój pionowy przez dwa punkty - VCUT i przekrój wzdłuż łamanej – 

MLVCU 

32 

3 Produkty hydrologiczne 38 

3.1 Natężenie opadu - SRI 36 

3.2 Suma opadu - PAC 35 

3.3 Wodność scałkowana w pionie - VIL 36 

3.4 Akumulacja opadu w podzlewniach - RSA 37 

4 Produkty wiatrowe 40 

4.1 Produkty wiatrowe według geometrii ich tworzenia 40 

4.1.1 Przekroje stożkowe rozkładu prędkości radialnej i szerokości widma prędkości 

radialnych typu PPI 

40 

4.1.2 Rozkład prędkości radialnej i rozkład szerokości widma prędkości radialnych 

na stałej wysokości typu PCAPPI 

4.1.3 Rozkład prędkości i szerokości widma prędkości radialnych typu CMAX 

i MAX 

42 

43 

3

4.1.4 Rozkład prędkości radialnych i szerokości widma prędkości radialnych na 

przekrojach typu VCUT i MLVCUT 

46 

4.2 Pionowy profil wiatru - VVP 47 

4.3 Wiatr poziomy - HWIND i technika wiatru jednorodnego - UWT 49 

4.4 Prędkość wiatru radialnego w funkcji azymutu - VAD 51 

4.5 Produkty uskoków wiatru typu SHEAR 52 

4.5.1 Produkty SHEAR i ich kombinacje 52 

4.5.2 Poziomy gradient wiatru – HSHEAR 54 

4.5.3 Pionowy gradient wiatru – VSHEAR 55 

4..6 Turbulencje - LTB 56 

5 Produkty analizy groźnych zjawisk 58 

5.1 Wskaźnik groźnych zjawisk - SWI 58 

5.2 Prawdopodobieństwo wystąpienia gradu - ZHAIL 62 

6 Produkty prognostyczne 63 

6.1 Śledzenie komórek opadowych - RTR 63 

6.2 Śledzenie komórek burzowych - CTR 65 

7 Rozpoznawanie zjawisk w oparciu o produkty radarowe 66 

7.1 Wykorzystanie pomiarów z podwójną polaryzacją 66 

7.2 Rozpoznanie typu opadu – CAPPI(ET) i RHI(ET) 68 

7.2 Możliwości rozpoznawania zjawisk w oparciu o produkty z radarów 

pracujących z pojedynczą polaryzacją fali 

69 

8 Zbiorcza mapa radarowa 74 

4

1. Metodyka pozyskiwania informacji radarowej i jej przetwarzanie 

1.1 Radar meteorologiczny 

RADAR (RAdio Detection And Ranging) - urządzenie, którego zasada działania jest 

oparta na wykorzystaniu zdolności do odbijania przez obserwowane obiekty wysyłanego w 

ich kierunku promieniowania elektromagnetycznego. Radar znany był już w latach 

trzydziestych XX wieku. Dzisiaj jest wynikiem osiągnięć wielu lat badań. Pierwsze radary 

służyły tylko do zdalnego wykrywania samolotów i okrętów. Około lat pięćdziesiątych radary 

zaczęli wykorzystywać do swoich celów także meteorolodzy, tj. do wykrywania oraz 

śledzenia burz i opadów. Pojawiła się nowa dziedzina wiedzy: meteorologia radarowa 

zajmująca się badaniem różnic między odbiciami sygnałów radarowych pozyskanych od 

różnego rodzaju chmur i opadów. 

Wysłana przez radar wiązka fali elektromagnetycznej w momencie zetknięcia się z 

cząsteczkami chmurowymi wzbudza w nich elektryczne i magnetyczne dipole. One z kolei 

wypromieniowują w przestrzeń falę, która powraca do anteny radaru tworząc sygnał 

użyteczny, tzw. echo radarowe. Największy wkład w sygnał radarowy od obiektów 

meteorologicznych wnoszą duże cząsteczki – cząsteczki opadowe. Jednak tylko drobna część 

energii przechodzącej przez chmurę opadową jest przez nią odbijana. Większa cześć energii 

przechodzi dalej. Dzięki temu możemy obserwować chmury położone jedna za drugą. 

Podstawową cechą, wyróżniającą radar meteorologiczny od pozostałych radarów jest 

charakterystyka kierunkowa, czyli kształt 

emitowanej wiązki fal elektromagnetycznych i 

sposób przeszukiwania przestrzeni. Radary 

meteorologiczne emitują wiązkę "stożkową", o 

rozbieżności mniejszej lub równej 1° w pionie i w 

poziomie. Wiązka taka charakteryzuje się dużą 

koncentracją energii. Jej przekrój ma kształt 

kołowy, który jest tym większy im większa jest 

odległość od radaru. Dla danego ustawienia kątowego wiązki radarowej oświetlane są kolejne 

„próbki obiektu meteorologicznego”, w miarę jak impuls sondujący „przebija się” przez 

obiekt. Jest to wielką zaletą radarów meteorologicznych. Nie obserwuje on tylko granic 

chmur (jak aparat fotograficzny), ale prześwietla je działając podobnie jak rentgen czy USG. 

Pozyskane informacje z kolejnych próbek powracają do anteny w postaci echa radarowego 

(zwrotnej fali elektromagnetycznej). Ich rozmiary zależą od rozpiętości wiązki radarowej. 

5

Uwzględniając właściwości materiału kropli wody badacze tego zjawiska znaleźli zależność 

opisującą powierzchnię skuteczną kropli wody od jej średnicy. Rezultatem było 

sformułowanie zależności mocy echa radarowego P r od średnic kropli i ich liczby 

w jednostce objętości. 

P 

C 

N 

6 

r 

D 

2 i 

R i1 

gdzie: P r - moc echa radarowego [mW], 

D i - średnica kropli, R – odległość sondowanej próbki od radaru, 

C - współczynnik zależny od parametrów radaru i stanu skupienia hydrometeorów, 

N - liczba kropli w jednostce objętości chmury. 

Suma występująca w tej zależności jest nazywana odbiciowością i oznaczana symbolem Z 

czyli: 

Z 

N 

D i 

i1 

6 C 

[mm 6 /m 3 ] P r 

Z 

2 

R 

Wartości odbiciowości Z zmieniają się w bardzo szerokich granicach dlatego też najczęściej 

stosuje się tutaj skalę logarytmiczną, a jednostkę odbiciowości oznaczono symbolem dBZ 

(decybele ze stosunku Z do 1 mm 6 /m 3 ) i definiuje jako: 

1 dBZ = 10logZ 

a w meteorologii radarowej nazywamy ją odbiciowością radarową. 

W przypadku radarów meteorologicznych wykrywane są przestrzenne struktury 

meteorologiczne, które rozciągając się w przestrzeni wypełniają kolejne komórki (próbki) 

rozróżnialności w kolejnych wiązach skanowania radowego. Nie są one jednorodne tj. nie 

składają się tylko z kropli wody lecz są najczęściej mieszaniną hydrometeorów (kropli 

deszczu, płatków śniegu, krupu śnieżnej, gradu itp.). Pozyskana od nich wartość odbiciowości 

uzależniona jest jednocześnie od typu hydrometeorów, ich rozmiarów i rozkładu w 

zlokalizowanej strukturze (w jednostce objętości). 

Atmosfera od początku swego istnienia jest w nieustannym ruchu, pionowym jak 

i poziomym. Poziomy ruch powietrza to wiatr. Znajomość kierunku i prędkości wiatru to 

jedna z fundamentalnych informacji meteorologicznych. Standardowe pomiary kierunku i 

prędkość wiatru, jak wszystkie standardowe pomiary w meteorologii, są ograniczone do 

miejsca, w którym się je wykonuje. Natomiast radar nie jest w stanie wykryć ruchu (wiatru) w 

powietrzu. Jednak wiatr wywiera wpływ na obiekty znajdujące się bezpośrednio w powietrzu 

lub wchodzące z nim w interakcje. Obiektami tymi są, między innymi chmury, a ich 

6

przemieszczanie się to efekt działania wiatru. Technika radarowa obserwacji wiatru polega na 

śledzeniu zmian położenia hydrometeorów, będących w ciągłym ruch, w stosunku do 

obserwatora (radaru) jak i względem siebie, który jest wynikiem niejednorodnego rozkładu 

prędkości wiatru w obszarze danej struktury opadowej. 

Teledetekcyjne metody wyznaczania parametrów 

pola wiatr bazują głównie na wyznaczeniu 

dopplerowskiego przesunięcia częstotliwości 

emitowanego sygnału powodowanego ruchem 

cząstek chmurowych. 

Częstotliwość odbieranego sygnału od 

poruszających się struktur jest większa niż 

częstotliwość sygnału wysyłanego w ich 

kierunku w przypadku gdy obiekt zbliża się do radaru i mniejsza, gdy oddala się. Jest to 

typowy przykład występowania tzw. efektu Dopplera w odniesieniu do fal 

elektromagnetycznych. Zmianę częstotliwości fali elektromagnetycznej w kierunku od i do 

radaru nazywamy częstotliwością dopplerowską lub częstotliwością Dopplera. 

Zmiana częstotliwości fali elektromagnetycznej wywołanej 

zjawiskiem Dopplera 

Źródło rysunku: http://pl.wikipedia.org/wiki/Radar 

Wszystkie urządzenia oddanej do użytku w maju 

2004 roku sieci POLRAD to dopplerowskie radary meteorologiczne. Poza pomiarem 

odbiciowości radarowej dokonują także pomiaru składowej radialnej wiatru (ruchu cząstek 

opadowych) i spektrum widma prędkości radialnych w strukturze opadowej. 

Pomiar prędkości dopplerowskich dokonywany jest w odbiorniku radarowym. Prędkość 

przemieszczania się hydrometeorów, prędkość radialna wykorzystywana jest w radarach 

dopplerowskich także do eliminacji ech nie opadowych poprzez zastosowanie w trakcie 

pomiaru tzw. filtrów dopplerowskich i jest najskuteczniejszym kryterium selekcji ech 

pożądanych od zakłóceń. 

Zmierzona przez radar dopplerowski prędkość przemieszczania cząstek 

hydrometeorów w całym obiekcie jest prędkością rzeczywistą, gdyż hydrometeory są 

7

unoszone bez opóźnień. Jednak, aby móc określić wszystkie częstotliwości dopplerowskie, 

zależne od prędkości cząstek hydrometeorów, pojawiają się dodatkowe wymagania dla radaru 

dopplerowskiego. W tym momencie chodzi o tzw. częstotliwość powtarzania impulsu (PRF), 

która powinna być dostatecznie wysoka, aby móc określić wszystkie występujące 

częstotliwości dopplerowskie, zależne od prędkości cząstek hydrometeorów. 

1.2 Radary z pojedynczą i podwójną polaryzacją 

Aktualnie w polskiej sieci radarowej POLRAD większość urządzeń to radary 

pracujące z pojedynczą polaryzacją fali (z falą spolaryzowaną poziomo). W miarę ich 

zużywania się wymieniane są na radary pracujące z falą o podwójnej polaryzacji. Sieć w 

ramach dalszego rozwoju będzie zagęszczana. 

Zastosowanie do pomiaru techniki o podwójnej polaryzacji fali elektromagnetycznej 

otworzyło nowe możliwości dla meteorologii radarowej jeśli chodzi o identyfikację 

i klasyfikację obiektów meteorologicznych. W praktyce sprowadza się to do emisji sygnału 

radarowego, spolaryzowanego poziomo i pionowo, na przemian lub jednocześnie z kanałów 

nadawczych, a następnie odbioru sygnału odbitego, przez dwa kanały, z których każdy 

dostosowany jest do swojej polaryzacji. 

Pozyskujemy wówczas zróżnicowaną informację odnośnie charakterystyk obiektu ze względu 

na polaryzację sygnału sondującego. Niesymetrycznie rozpraszające obiekty meteorologiczne 

powodują pojawienie się składnika depolaryzacyjnego zależnego od formy i rozmiaru 

orientacji i dielektrycznych właściwości cząstek rozpraszających (hydrometeorów). 

Klasyczny radar meteorologiczny wysyła wiązkę mikrofal o polaryzacji liniowej 

poziomej. Oznacza to, że wektor elektryczny fali (elektromagnetycznej) oscyluje w jednej 

płaszczyźnie (poziomej). Odbicie fali elektromagnetycznej od powierzchni dielektryka 

(wody) jest w rzeczywistości generowaniem fali w wyniku zmian orientacji dipoli 

elektrycznych wody, wymuszonych przez falę padającą. Dla opadów stworzono teorię 

wiążącą depolaryzację z położeniem głównych osi cząstek, które aproksymuje się małymi 

elipsoidami i różnicuje się sygnał odbity w zależności od polaryzacji fali padającej, gdyż 

radar wysyłając falę “widzi” hydrometeor o wymiarze takim, który jest dominujący w 

płaszczyźnie polaryzacji fali wysłanej w jego kierunku. 

Wszyscy zapewne wiemy, ze kształt swobodnie spadającej 

kropli zależy od jej wielkości. Przy czym najmniejsze kropelki 

są prawie idealnie okrągłe, zaś duże krople spadając mają 

tendencję do „spłaszczania”. Zmniejszenie „pionowej średnicy” kropli jest tym większe im 

8

większa objętość kropli i jej prędkość spadania. W przypadku omiatania wiązką radarową 

takich spłaszczonych kropel powracający sygnał zależy od płaszczyzny polaryzacji fali. 

Wykonując pomiary radarowe radarem o podwójnej polaryzacji dokonujemy jakby pomiaru 

obu średnic kropel wzdłuż dwóch płaszczyzn (pionowej i poziomej) wynikających z 

opromieniowania hydrometeorów w strukturze meteorologicznej, jednocześnie falą 

o pionowej i poziomej polaryzacji. Skutkiem tego pozyskuje się dwie wartości sygnału 

odbitego od tych samych kropli różniące się miedzy sobą, a 

następnie porównuje się sygnały nadawane w dwóch 

wzajemnie prostopadłych kierunkach z sygnałami zwrotnymi. 

W przypadku kropel, których średnice są większe od 1 mm 

pomiar falą spolaryzowaną poziomo daje większą wartość 

odbiciowości niż falą spolaryzowaną pionowo (odbiciowość Z jest sumą szóstych potęg 

średnic kropel) w opromieniowywanej objętości atmosfery. Porównując sygnały odbierane w 

dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach możemy ocenić wielkości kropelek 

dominujących. Pozyskanie takiej informacji skutkuje dokładniejszym przeliczaniem 

odbiciowości na natężenie opadu. 

W oparciu o wartości wysłanego i zwrotnego sygnału podwójnie spolaryzowanego, w 

meteorologii radarowej wykorzystuje się operacyjnie różnego rodzaju wartości (wskaźniki), 

pozyskiwane z analiz tych sygnałów. 

1.3 Pozyskiwanie i przetwarzanie informacji radarowej 

Podstawowym zadaniem radaru jest zbieranie danych, a następnie ich przetworzenie 

przez specjalistyczne oprogramowanie. Antenę radarową możemy sterować tak, aby zbierała 

informację tuż przy ziemi lub ustawić na dowolnym kącie w stosunku do powierzchni ziemi. 

Dzięki temu przegląd przestrzeni nad radarem można wykonywać w przekroju pionowym lub 

poziomym. 

Podstawowymi sposobami pozyskania informacji radarowej są przeszukiwania 

przestrzenne atmosfery. Wynikiem takiego przeszukiwania są surowe (źródłowe) dane we 

współrzędnych sferycznych zebrane z kolejnych elewacji dla: 

• dalekiego zasięgu – skanowanie klasyczne, 

• bliskiego zasięgu – skanowanie dopplerowskie 

oraz dodatkowe dane ze 

• skanowania pionowego wykonanego na zadanym azymucie. 

9

Pomiary skanowania klasycznego zoptymalizowane są pod kątem pomiaru 

odbiciowości Z [dBZ] do zasięgu 250 km wokół radaru i wysokości 20 km. Najniższy kąt 

elewacji uwzględniający rozpiętość wiązki radarowej to 0,5. Wszystkie pozostałe kąty 

dobrane są tak, aby zapewnić optymalne pokrycie skanowanej przestrzeni (około 90% 

objętości skanowanej przestrzeni). 

20 

23,8 o 

18,5 o 

14,1 o 

10,6 o 

7,7 o 

5,3 o 

3,4 o 

15 

2,4 o 

10 

1,4 o 

5 

0,5 o 

0 

-5 

Odległość w [km] 

-10 

0 50 100 

150 200 250 

Przykładowa geometria i czas skanowania klasycznego (narastająco) podany w [sekundach]. 

Powyższy diagram zawiera informacje o zasięgu pomiaru radarowego w odległości 

i wysokości. Przedstawia krzywiznę ziemi (brązowa linia) i pokrycie obszaru poniżej 

minimalnej i maksymalnej elewacji wynikające z rozpiętości wiązki (jasno zielony kolor). 

Natomiast w trakcie skanowania dopplerowskiego zbierane są odpowiednio dane o: 

- odbiciowości radarowej; Z [dBZ], 

- prędkości radialnej; V [m/s], 

- szerokości spektralnej widma prędkości radialnych ; W [m/s] 

do zasięgu 125 km wokół radaru i do wysokości 20km. Najniższy kąt elewacji to 0,5 (tak 

samo jak dla skanowania klasycznego), a najwyższy 32,8. Parametry skanowania 

zoptymalizowane są pod kątem pomiaru prędkości radialnej. 

10

Przykładowa geometria 

skanowania dopplerowskiego 

W trakcie skanowania pionowego radarem dopplerowskim dane mogą być zbierane 

po: 

- odbiciowości radarowej; Z [dBZ], 

- prędkości radialnej; V [m/s], 

- szerokości spektralnej widma prędkości radialnych ; W [m/s] 

do określonego zasięgu w odległości i wysokości. O tym, jakie dane są zbierane, decydujemy 

w momencie definiowania skanu pionowego. 

Wstępne przetwarzanie odebranego sygnału odbywa się na stacji radarowej i jest 

realizowane przez radarowy procesor sygnału RSP (Radar Signal Processor). RSP wykonuje 

wstępną obróbkę danych pochodzących ze skanowania. Wynik tego procesu stanowi źródło 

danych dla dalszego przetwarzania w systemie radarowym. Generuje on podstawowe 

wielkości, takie jak: odbiciowość Z, prędkość radialna V, szerokość widmowa W, czy 

składowa podwójnej polaryzacji ZDR itd. Jednocześnie, RSP zapewnia wykonywanie 

wszystkich niezbędnych obliczeń takich jak: filtrowanie sygnału ech stałych, uśrednianie 

sygnału, demodulacja sygnału do składowych dopplerowskich, dyskryminację wg. wartości 

progowych i innych wielkości zgodnie z zaprogramowanymi przez użytkownika 

ustawieniami w harmonogramie zadań. 

Pozyskaną informację system radarowy przetwarza na bardzo dużą ilość różnorodnych 

produktów według specjalistycznych algorytmów zbudowanych nie tylko w oparciu o wiedzę 

z dziedziny meteorologii radarowej, meteorologii ogólnej, klimatologii, ale także 

z uwzględnieniem nauk ścisłych. 

Standardowo w systemie zdefiniowane są produkty podstawowe, które są niezbędne 

do wyrażenia aktualnego stanu atmosfery. Produkty te są archiwizowane - zapisane w bazie 

11

w postaci plików graficznych typu PNG i w wersji źródłowej typu XML. Pozostałe produkty 

generowane są w zależności od potrzeb wynikających z: 

- konieczności wprowadzania danych radarowych do innych systemów, 

- zadań statutowych IMGW, 

- indywidualnych potrzeb użytkowników, 

- prowadzonych aktualnie prac badawczych. 

Dodatkowe produkty pozyskiwane w ramach systemu radarowego podzielić można ze 

względu na możliwości jakie wynikają z: 

- definicji tych produktów, 

- zobrazowania różnych stanów atmosfery na określonych wysokościach, 

- zobrazowania stanu atmosfery w określonej warstwie, wartości średnich lub 

maksymalnych, 

- geometrii tworzenia produktów w oparciu o te same algorytmy produktów, 

- zmian wartości progowych parametrów produktów określanych w momencie 

definiowania produktów. 

Wszystkie produkty ze skanu klasycznego pozyskujemy w zasięgu do 200-250 km 

wokół radaru, a ze skanu dopplerowskiego, w większości (tam gdzie jest to możliwe) do 

zasięgu 100-125 km wokół radaru. 

1.4. Typy produktów generowanych przez system radarowy 

Podstawowym zadaniem radarowej sieci meteorologicznej jest generowanie 

produktów radarowych. Wytwarzanie produktów poprzedzone jest wieloma uzupełniającymi 

się zadaniami (co wynika z lektury poprzednich rozdziałów) zmierzającymi do utrzymania 

przepływu informacji od radaru do modułu je generującego, a następnie ich zobrazowanie lub 

przesłanie do użytkownika w postaci końcowych produktów. 

Biorąc pod uwagę technikę i sposób tworzenia produktów możemy wydzielić dwie główne 

grupy, tak zwane: 

- produkty pierwszego rzędu “first-level” - pozyskiwane z przetwarzania surowych danych 

(typu 3D) z wykorzystaniem określonych algorytmów i szczegółowej definicji produktu, 

- produkty drugiego rzędu “second-level“ - obliczane na podstawie produktów pierwszego 

rzędu np. do wygenerowania PAC (Sumy opadów) niezbędny jest produkt SRI (Natężenie 

opadu). 

Zasadniczo, w ramach wymienionych dwu grup produktów, generowane produkty możemy 

podzielić na pięć podstawowych grup (ich nazwy traktować należy jako umowne): 

12

- produkty podstawowe – klasyczne produkty radarowe, 

- produkty hydrologiczne, 

- produkty wiatrowe, 

- produkty prognostyczne, 

- produkty groźnych zjawisk. 

Produkty podstawowe (Standard Products) 

Są to podstawowe produkty, wyliczane ze skanu klasycznego. Są wyrazem 

różnorodnych technik, metod wyliczania, prezentacji stanów atmosfery. Wyrażone są, dla 

większości produktów, w jednostkach odbiciowości radarowej [dBZ]. Wszystkie produkty tej 

grupy są obrazem odbiciowości radarowej lub są z niej pozyskiwane. Obrazują stan atmosfery 

na różnych wysokościach lub w różnych jej warstwach z obszaru znajdującego się w zasięgu 

pomiaru radarowego. Punktem odniesienia jest średni poziom morza. 

Produkty hydrologiczne (Hydrological Products) 

W ramach tej grupy generowane są produkty, które obrazują opad wyrażony w [mm] 

przypadających na jednostkę czasu np. [mm/godz.] lub w [mm] dla produktów wyliczających 

sumy opadów. Wartości tych produktów podawane są w skali logarytmicznej w celu lepszego 

zobrazowania mniejszych wartości opadu. 

Należy jednak zaznaczyć, że radar nie mierzy bezpośrednio natężenia opadu lecz 

wielkości z nim stowarzyszone – odbiciowość radarową, odbiciowość różnicową itp.. 

Kwestia przeliczenia jednej wielkości na drugą stanowi cały odrębny dział wiedzy 

z dziedziny meteorologii radarowej. 

Produkty wiatrowe (Wind Products) 

Z zebranych w trakcie skanowania dopplerowskiego danych generowane są różnego 

rodzaju mapy prezentujące: rozkład prędkości radialnej, wiatru w postaci tradycyjnych 

strzałek wiatru lub wykresów, uskoków wiatru w pionie i poziomie oraz oszacowania 

turbulencji w obiektach meteorologicznych. Do ich wygenerowania niezbędne jest posiadanie 

dobrej jakości danych o prędkości. 

Należy w tym momencie zaznaczyć, że między wiatrem dopplerowskim, a ruchem pola 

opadu jest istotna różnica. Zmierzony wiatr dopplerowski jest wiatrem rzeczywistym - 

kropelki są unoszone bez opóźnień. Natomiast przesunięcie obliczono np. według korelacji 

czasowej pól opadu dotyczy całego układu opadowego, który ma swoją wewnętrzną 

dynamikę. 

13

Należy pamiętać, aby wszystkie produkty wiatrowe, do wyliczania których 

wykorzystywana jest składowa radialna wiatru, analizować łącznie z innymi 

produktami radarowymi jak i innymi źródłami informacji meteorologicznej np. z mapą 

synoptyczną, dla uniknięcia, możliwej, fałszywej interpretacji. 

Produkty prognoz i groźnych zjawisk (Forecasting & Phenomena Detection Products) 

W przykadku tej grupy produktów analizie poddawane są zarówno dane 

o odbiciowości jak i o prędkości radialnej. Wynikiem tego są produkty groźnych zjawisk typu 

opad i wiatr. Analizy wiatrowe prowadzone są w maksymalnym zasięgu do 125 km od radaru 

(ograniczenie wynikające ze skanu dopplerowskiego) co skutkuje takim samym 

ograniczeniem dla analiz odbiciowości jeśli chodzi o zasięg produktów groźnych zjawisk. 

Prawie wszystkie produkty dotyczące groźnych zjawisk mogą tworzyć z produktami 

meteorologicznymi, hydrologicznymi i wiatrowymi różne kombinacje. Produkty te 

w połączeniu np. z potencjalną wodnością, gradem, turbulencją oraz strefami uskoku pola 

wiatru mogą uzupełniać informację odnośnie genezy i tendencji rozwoju zjawisk 

meteorologicznych. 

Pozyskane w procesie przetwarzania informacje meteorologiczne i hydrologiczne 

prezentowane są na podkładach mapy fizycznej przeglądanego przez dany radar obszaru, 

opisane przez legendę zawierającą skalę kolorów z przypisanymi jej przedziałami wartości 

i podstawowymi informacjami dotyczącymi zasięgu oraz rozdzielczości prezentowanego 

obszaru. Na każdą mapę można nanieść dodatkowe informacje dotyczące prezentowanego 

terenu. 

Podstawowy format wyjściowy produktów radarowych bazuje na XML (Extensible 

Markup Language), powszechnie uznanym standardzie umożliwiający wymianę danych 

między różnymi systemami. Możliwe są także inne formaty np. HDF5 (format przyjęty 

obecnie za standard wymiany danych w Europie). Wyświetlane na ekranie monitora produkty 

wykonane są w grafice rastrowej 8- bitowej (na 1 piksel przypada 256 kolorów), a w pliku 

zapisywane są najczęściej w formacie PNG (Portable Network Graphics), choć dostępne są 

też inne formaty. 

Wszystkie produkty są dostępne dla pojedynczego radaru, a część z nich składana jest 

w mapy zbiorcze prezentujące obszar całej Polski lub regionu z zasięgu pomiaru wybranych 

stacji radarowych. 

Każde zobrazowanie radarowe produktów zawiera: mapę danych, podstawowe 

informacje dotyczące techniki skanowania, wartości niektórych parametrów służących do 

14

odczytu informacji zawartej w mapie oraz paletę barw z dowiązanymi wartościami. Z prawej 

strony produktów zamieszczona jest legenda opisująca produkt. Możliwe jest także 

generowanie zobrazowań bez legendy. Jednak wówczas taki produkt zawierający tylko mapę 

dla potencjalnego użytkownika byłby mniej czytelny. Mapy takie generowane są do 

zastosowań specjalistycznych. 

W polu legendy każdego z produktów, cztery pierwsze parametry zazwyczaj powtarzają się. 

Dlatego nie zawsze będą powtarzane przy opisie kolejnych produktów. 

Przykładowy produkt. 

PDF File - nazwa katalogu systemowego, w którym składowany jest produkt, a 

jednocześnie nazwa systemowa produktu (nadawana w procesie zapisu 

definicji produktu, właściwa tylko dla danego produktu). 

Clutter Filter - określa jakiego filtru dopplerowskiego użyto do eliminacji ech anomalnych, 

Time sampling - czas próbkowania (dla ustalonych wartości PRF oraz prędkości anteny 

procesor sygnału przetwarza pożądaną ilość impulsów przypadającą na jeden 

promień). Parametr dobierany w procesie definiowania skanu. Jest to ilość 

próbek w azymucie do uśredniania sygnału (czas jaki radar poświęca na 

próbkowanie komórek w przestrzeni w kierunku azymutalnym np. jeśli 

antena obraca się wolno to w tym samym czasie więcej impulsów wyśle w 

danym kierunku, zwiększy się częstość pozyskiwania próbek, tym samym 

dokładność pomiaru). Im większa liczba, tym lepiej uśredniane dane. 

PRF - częstotliwość powtarzania impulsów. 

Range - zasięg produktu (zobrazowany). 

15

Resolution - rozdzielczość produktu (rozmiar jednego piksela na mapie dla wyliczonej 

wartości produktu w tym punkcie) wyznaczana z zależności : 

Rozdzielczość = 2* Range/Size 

gdzie: Size jest parametrem ustalanym w procesie definiowania produktu. 

Height - wysokość w atmosferze, dla której policzono produkt. 

Alg type - typ zastosowanego algorytmu przyjęty do wyliczania produktu 

CAPPI Range - zasięg danych wyliczanych (uśrednianych) wg. algorytmu CAPPI. 

Data - rodzaj danych (źródło ich pochodzenia). 

Produkty bardziej specjalistyczne zawierające dodatkowe parametry, właściwe tylko dla 

produktu danego typu, będą dodatkowo opisywane. 

Większość produktów radarowych generowana jest w systemie pracy operacyjnej. 

Są to produkty niezbędne do wyrażenia aktualnego stanu atmosfery. 

W ramach systemu mogą być wytwarzane także produkty dodatkowe, standardowo nie 

generowane, a wykorzystywane do uzupełnienia lub wzbogacenia pozyskanej informacji. 

Poniżej zaprezentowano zestawienie omawianych w opracowaniu produktów z podziałem na 

produkty standardowo generowane i możliwe dodatkowo do wygenerowania. 

16

Nazwa 

skrócona/ nazwa 

angielska 

PPI(dBZ) 

Plan Position Indicator 

Polska nazwa produktu 

Produkty podstawowe (Standard products) 

Przekrój stożkowy – rozkład 

odbiciowości wzdłuż 

określonej elewacji. 

Źródło danych/Parametr istotny 

dla utworzenia produktu 

Skan klasyczny: Z[dBZ] 

Elevation - kąt położenia anteny 

(względem poziomu). 

PCAPPI(dBZ) 

Pseudo Constant 

Altitude PPI 

LMR 

Layer Mean Reflectivity 

RHI(dBZ) 

Range Height Indicator 

- reflectivity 

RHI(V) 


- radial velocity 

RHI(W) 


- spectral width 

MAX(dBZ) 

Maximum Display 

CMAX(dBZ) 

Maximum Display 

EHT(height) 

Echo Top 

EHT(height) 

Height of Max. 

Reflectivity 

EHT(height) 

Echo Base 

EHT(height) 

Layer Thickness 

Przekrój poziomy - rozkład 

odbiciowości na określonej 

wysokości. 

Odbiciowość średnia w 

zadanej warstwie. 

Przekrój pionowy na zadanym 

azymucie po odbiciowości 

radarowej. 


azymucie po rozkładzie 

prędkości radialnych. 


azymucie po rozkładzie widma 

prędkości radialnych. 

Maksymalna odbiciowość w 

rzucie na trzy płaszczyzny. 

Rozkład maksymalnej 

odbiciowości w rzucie na 

jedną płaszczyznę 

Wysokość echa radarowego 

Wysokość maksymalnej 

odbiciowości. 

Wysokość podstawy echa. 

Grubość struktury opadowej. 


Height - wysokość n.p.m., dla 

której tworzony jest obraz. 


Top, Bottom - górna i dolna 

granica danych (grubość 

warstwy). 

Skan pionowy: Z[dBZ] 

Azimuth - azymut, wzdłuż 

którego wykonywany jest 

przekrój. 

Skan pionowy: V[m/s] 

Azimuth – azymut, wzdłuż 


przekrój. 

Skan pionowy: W[m/s] 

Azimuth - azymut, wzdłuż 


przekrój. 



granica danych. 

Skan klasyczny i dopplerowski: 

Z[dBZ] 


granica danych. 





17

Produkty hydrologiczne (Hydrological Products) 

SRI (dBR) 

Surface Rainfall 

Intensity 

PAC(dBA)) 

(Precipitation 

Accumulation) 

VIL(dBA) 

Vertically Integrated 

Liguid Water 

Natężenie opadu na określonej 

wysokości. 

Suma opadu za: godzinę 

Suma opadu za 6 godzin 

Dobowa suma opadu 

Wodność scałkowana w pionie 


Height Above Ground - 

wysokość ponad gruntem. 

Produkt drugiego rzędu bazujący 

na SRI(dBR). 




warstwy). 

RSA 

River Subcatchment 

Accumulation 

 

Akumulacja opadu w 

podzlewniach 

Produkty wiatrowe (Wind Products) 


na produktach skanu 

klasycznego. 

Produktem wejściowym może 

być: CAPPI(dBZ), SRI(dBR) lub 

PAC(dBA). 

PPI(V) 

Plan Position Indicator - 

radial velocity 

PPI(W) - 

Plan Position Indicator - 

spectral width 

PCAPPI(V) 


Altitude PPI(V) 

PCAPPI(W) 


Altitude PPI(W) 

Przekrój stożkowy rozkładu 

prędkości radialnej 

Przekrój stożkowy obrazujący 

szerokości widma prędkości 

radialnych 

Rozkład prędkości radialnej na 

stałej wysokości typu PCAPPI 

Rozkład szerokości widma 

prędkości radialnych na stałej 

wysokości typu PCAPPI 

Skan dopplerowski: V[m/s] 


(względem poziomu). 

Skan dopplerowski: W[m/s] 


(względem poziomu) 


Height - wysokość n.p.m. dla 

której tworzony jest obraz 


Height - wysokość n.p.m. 

CMAX(V) 

Radial Velocity 

Maximum 

Rozkład maksymalnych 

prędkości radialnych w rzucie 

na jedną płaszczyznę 


CMAX(W) 

Spectral Width 

Maximum 


wartości szerokości widma 

prędkości radialnych w rzucie 

na jedna płaszczyznę 


18

MAX(V) 

Radial Velocity 

Maximum 


wartości prędkości radialnych 

zobrazowany na trzech 

płaszczyznach 


MAX(W) 

Spectral Width 

Maximum 


wartości szerokości widma 

prędkości radialnych 

zobrazowany na trzech 

płaszczyznach 


VVP 

Volume Velocity 

Processing 

Pionowy profil wiatru 


HWIND 

Horizontal Wind 

Technique 

 

Rozkład wiatru poziomego na 

określonej wysokości 


Level - wysokość warstwy 

Number Of Grid Cells - ustala 

wielkości obszaru, na który 

przypada jeden wektor wiatru 

UWT 

Uniform Wind 

Technique 

 

Technika wiatru jednorodnego 

- wiatr poziomy na określonej 

wysokości 


VAD 

Velocity Azimuth 

Display 

Prędkość wiatru radialnego w 

funkcji azymutu 


SHEAR 

Radial Shear 

SHEAR 

Azimuthal Shear 

SHEAR 

Elevation Shear 

Radialny gradient wiatru 

Azymutalny gradient wiatru 

Elewacyjny gradient wiatru 



(względem poziomu), z którego 

pobierane są dane do wyliczenia 

produktu 

VSHEAR 

Vertical Shear 

Pionowy uskok wiatru. 


Top, Bottom -- górna i dolna 


warstwy) 

HSHEAR 

Horizontal Shear 

Poziomy uskok wiatru. 


Level - wysokość warstwy 

n.p.m. 

LTB 

Layer Turbulence 

Turbulencje w określonej 

warstwie atmosfery. 


Top i Bottom - wysokość górnej 

i dolnej warstwy, z której 

liczony jest produkt. 

19

Produkty groźnych zjawisk (Phenomena Detection Products) 

SWI 

Severe Weather Indicato 

 

ZHAIL 

Zhail detection 

Wskaźnik groźnych zjawisk 

Prawdopodobieństwo 

wystąpienia gradu. 

Skan dopplerowski: V[m/s], 

W[m/s], Z[dBZ], 


Wymaga określenia izotermy 

Produkt prognostyczne (Nowcasting Products) 

RTR 

Rain Tracking 

CTR 

Cell Centroid Tracking 

 

Śledzenie pól opadowych. 

Śledzenie komórek 

burzowych. 



klasycznego po Z[dBZ] 

i dopplerowskiego po V[m/s]. 



klasycznego po Z[dBZ] 

i dopplerowskiego po V[m/s]. 

Produkty rozpoznania typu opadu (Dual-pol Products) 

CAPPI(ET) 

Echo and Hydrometeor 

Classification 

RHI(ET) 

Echo and Hydrometeor 

Classification 

Rozpoznanie typu opadu. 

Rozpoznanie typu opadu dla 

przekroju pionowego. 

Skan klasyczny: Z[dBZ], 

ZDR[dB], PhiDP [stopnie], KDP 

[stopnie/km], PhoHV [-]. 

Skan pionowy: Z[dBZ], 

ZDR[dB], PhiDP [stopnie], KDP 

[stopnie/km], PhoHV [-]. 

Zestawienie generowanych i możliwych do wygenerowania produktów radarowych 

prezentowanych w niniejszym opracowaniu (stan na marzec 2011 r.) 

- kolorem żółtym oznaczono produkty, które są generowane w trybie pracy 

operacyjnej, 

Symbolem - oznaczono produkty nakładkowe. 

20

2. Podstawowe produkty radarowe 

2.1 Przekrój stożkowy – PPI (Plan Position Indicator) 

Produkt PPI(dBZ) jest odwzorowaniem rozkładu odbiciowości radarowej w 

zlokalizowanej strukturze meteorologicznej, pozyskanej z jednego obrotu anteny, wyrażonej 

w jednostkach odbiciowości radarowej [dBZ]. 

Przykładowa mapa produktu 

PPI(dBZ). 

Elevation - kąt położenia anteny (względem poziomu), dla prezentowanej mapy równy 0,5 0 

Aktualnie w systemie POLRAD generowane są cztery produkty typu PPI dla odbiciowości 

radarowej. Pochodzą one z czterech 

pierwszych kątów podniesienia anteny: 

- PPI_1 dla 0,5 stopnia, 



- PPI_4 dla 3,4 stopnia. 

Wytwarzane są one na potrzeby systemu 

analityczno-prognostycznego NIMROD. 

Stanowią źródło danych radarowych na 

wejściu do tego systemu. 

Geometria tworzenia produktu PPI 

21

Podsumowanie 

PPI(dBZ) jest najszybciej tworzonym produktem, ponieważ generowany jest z 

danych dostarczonych tylko przez jeden obrót anteny. 

W zależności od odległości od radaru, wyświetlane dane pochodzą z różnych 

wysokości, co powoduje problemy z interpretacją danych. 

W pobliżu radaru występują echa stałe. 

Przydatność 

produktu 

Klasyczny produkt PPI (dla niskich kątów elewacji) wykonywany jest w celu 

uzyskania ogólnego przeglądu sytuacji. 

Bardzo przydatny w razie konieczności zwiększenia częstotliwości 

wykonywania przeglądu stanu atmosfery, szczególnie w przypadkach 

występowania zjawisk ekstremalnych. Zwiększenie ilości pozyskiwanych w 

jednostce czasu informacji pozwala na bardziej dokładną ocenę rozwoju 

sytuacji i lepsze monitorowanie atmosfery w niewielkich odstępach 

czasowych. 

Wymaga to jednak zmiany harmonogramu operacyjnego. W przypadku 

posiadania radaru mobilnego byłaby możliwość konfigurowania zadań 

dodatkowych w przypadku wystąpienia groźnych zdarzeń meteorologicznych 

np. w okresie zagrożenia powodziowego. 

Wówczas możliwe byłoby pozyskiwanie informacji radarowej np. co 5 min, 

lub częściej, o sytuacji nad danym radarem. 

Dane takie można wówczas wykorzystać do badań nad strukturą zjawisk jak 

i na potrzeby klientów strategicznych. 

22

2.2 Przekroje poziome – CAPPI(dBZ) i PCAPPI(dBZ) (Pseudo Constant Altitude 

Plan Position Indicator) 

Produkty CAPPI(dBZ) i PCAPPI(dBZ) są rozkładem odbiciowości radarowej, 

w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej, wyliczonej dla określonej wysokości n.p.m.. 


PCAPPI(dBZ) 

Level - wysokość warstwy CAPPI lub PCAPPI n.p.m., dla której wyliczany jest produkt 

Alg. Type - do liczenia produktu wykorzystano algorytm typu PCAPPI 

CAPPI Range - zakres pomiaru typu CAPPI 

Geometria tworzenia produktu PCAPPI. 

Operacyjnie generowanym produktem w ramach tej podgrupy jest produkt 

PCAPPI(dBZ) – odbiciowość radarowa na zadanej wysokości. Produktu ten zawiera rozkłady 

średnich ważonych mocy echa odbitego (odbiciowości) od obiektów na wysokości określonej 

ponad średnim poziomem morza, w zasięgu określonym przez parametry definiowalne 

produktu. Do wyliczenia produktów PCAPPI uwzględniane jest całe terytorium objęte 

skanem. 

23

Produkt PCAPPI(dBZ) to podstawowy produkt zobrazowania stanu atmosfery na ustalonej 

wysokości. Jest wynikiem przetworzenia informacji o odbiciowości radarowej. Na produkt 

składają się wartości odbiciowości wyliczone dla określonej wysokości nad średnim 

poziomem morza wyrażone w jednostkach [dBZ]. Typowa rozdzielczość danych to 1x1 km, 

zaś obszar prezentowanych (przez pojedynczy radar) danych to 400x400km. W legendzie 

każdego produktu podawane są granice zasięgu CAPPI. 

Mapa odbiciowości radarowej dla 

wysokości 1km policzona wg. 

algorytmu typu CAPPI, z terminu 

04.06.2007, godz. 16:10 

Podsumowanie 

Na mapie produktu PCAPPI(dBZ) mamy dane z całego obszaru w zasięgu 

skanowania klasycznego lub dopplerowskiego. 

Ograniczony zasięg dla trybu CAPPI – brak danych wokół radaru i w dalszej 

odległości zasięgu. 

W przypadku produktu PCAPPI dane spoza obszaru pomiaru CAPPI 

pochodzą z: wyższych warstw atmosfery (dla dalszych odległości) lub 

niższych (w pobliżu radaru). Jest to wynikiem właściwości pomiaru 

radarowego. 

Przydatność 

produktu 

PCAPPI to podstawowy produkt radarowy: 

- najlepiej odzwierciedlający stan atmosfery na zadanej wysokości, 

- wyjściowy do tworzenia wielu innych produktów typu opadowego. 

W związku z powyższym bardzo przydatny zarówno do badań jak 

i wykorzystania przez potencjalnego odbiorcę; do zobrazowań stanu atmosfery 

na różnych wysokościach. 

24

2.3 Odbiciowość średnia w zadanej warstwie – LMR (Layer Mean Reflectivity) 

Produkt LMR obrazuje średnie wartości odbiciowości radarowej dla dowolnie 

określonej warstwy atmosfery wyrażone w jednostkach odbiciowości radarowej [dBZ]. 

Przykład produktu typu LMR. 

Bottom - dolna wysokość n.p.m. brana do wyliczenia produktu 

Top - górna wysokość n.p.m. brana do wyliczenia produktu 

Aktualnie produkty typu LMR nie są generowane operacyjnie z uwagi na brak 

zapotrzebowania. 

Podsumowanie 

Brak ech stałych na produkcie w przypadku gdy dolna granica zostanie 

ustalona wyżej niż wysokość instalacji radaru, w przeciwnym wypadku 

pojawiają się echa stałe. 

Redukuje efekt silnych zmian w pionowym profilu odbiciowości szczególnie 

w przypadku struktur opadowych składających się z mieszaniny 

hydrometeorów typu: śnieg/mokry śnieg/woda, grad/mokry grad/woda 

Ograniczony zasięg produktu. Produkt nie jest polecany do wykorzystania 

jako jedyny lecz jako pomocniczy wraz z grupą innych produktów. 

Przydatność 

produktu 

Użyteczny produkt do identyfikacji pionowej struktury atmosfery, a zwłaszcza 

komórek burzowych i struktury składającej się z mieszaniny hydrometeorów, 

o ile generowany jest jako zestaw map odpowiadających kolejnym, 

stosunkowo cienkim warstwom atmosfery. 

Przydatny szczególnie do analizy skali zjawiska w interesującej nas warstwie 

atmosfery np. dla lotu samolotu na poziomie określonego korytarza 

lotniczego. 

25

2.4 Odbiciowość maksymalna – MAX(dBZ) i CMAX(dBZ) (Maximum Display) 

Produkty MAX(dBZ) i CMAX(dBZ) są maksymalnymi wartościami odbiciowości 

radarowej, pochodzącymi z obszaru zlokalizowanej struktury meteorologicznej, 

zobrazowanymi w postaci rzutu na trzy lub jedną płaszczyznę. 

Przykładowa mapa obrazująca 

rozkład ech radarowych na 

produkcie MAX dla sytuacji 

konwekcyjnej (charakterystyczna 

dla okresu letniego). 

Height - wartość dolnej i górnej wysokości n.p.m., w zakresie których wyliczano produkt 

Hor.Res. - rozdzielczość produktu w poziomie dla obrazu „widok z góry” 

Vert.Res. - rozdzielczość obrazu w pionie dla zobrazowań bocznych 

Obraz MAX pochodzi jakby z „prześwietlenia” chmury w każdym kierunku i obrazuje 

maksymalną wartość odbiciowości na każdym z kierunków. W tym celu dla każdego piksela 

na mapie pobierana jest, z dostępnych danych, pionowa lub pozioma kolumna, a z niej 

wybierana największa wartość. W efekcie tworzony jest potrójny obraz analizowanej sytuacji, 

na który składają się: 

● widok najwyższych zmierzonych wartości odbiciowości w rzucie 

pionowym z góry na powierzchnię ziemi - czyli mapa odbiciowości 

maksymalnej dla każdej pionowej kolumny (pole A na rysunku), 

● widok największych zmierzonych wartości odbiciowości w kierunku 

północ-południe przedstawiony jako pasek górny produktu obrazuje 

odbiciowości maksymalne dla każdej linii prostej skierowanej z 

południa na północ (pole B na rysunku), 

● widok największych zmierzonych wartości odbiciowości w kierunku wschód-zachód 

przedstawiony jako zobrazowanie po prawej stronie mapy pokazuje odbiciowości 

maksymalne wzdłuż linii prostych skierowanych z zachodu na wschód (pole C). 

26

Produkt CMAX(dBZ) 

Produkt typu CMAX jest obrazem maksymalnych wartości pomiarów radarowych 

generowany tylko dla płaszczyzny poziomej (na rysunku pomocniczym pole A), bez 

zobrazowań bocznych. Dla każdej z kolumn o wyżej wymienionej podstawie mogą być 

wyświetlane największe wartości: odbiciowości, prędkości radialnej lub rozkładu widma 

prędkości radialnych w całej przeglądanej przez radar przestrzeni (patrz rozdz. 4.4). 

Produkt CMAX - rozkład 

maksymalnych wartość 

odbiciowości utworzony dla 

zakresu wysokości od 1 do 15 km. 

Podsumowanie 

Zobrazowanie stanu atmosfery w rzucie na trzy płaszczyzny daje wrażenie 

trójwymiarowego spojrzenia na sytuację meteorologiczną i pozwala na 

zobrazowanie rozkładu ech radarowych w atmosferze. Oddaje obraz typu 

struktury opadowej (warstwowa, konwekcyjna czy mieszana). 

Gdy dolną granicę danych ustalimy odpowiednio wyżej niż wysokość anteny 

to do analizy nie będą brane echa stałe. 

Produkt mniej użyteczny do analizy danych o prędkości; im dalej od radaru 

tym wyżej nad horyzontem biegnie wiązka, tym większe wartości prędkości. 

Nie polecany do określania obszarów opadu. 

Przydatność 

produktu 

Bardzo użyteczny produkt do szybkiej oceny sytuacji meteorologicznej oraz 

analizy odbiciowości radarowej, także dla dalszych odległości od radaru w 

przypadku identyfikacji komórek typu cumulnimbus. Istotny, gdy występuje 

konieczność szybkiego zorientowania się w strukturze pionowej i obszarach 

groźnych zjawisk zachodzących w zidentyfikowanym obiekcie 

meteorologicznym. 

Polecany do wykorzystania jako produkt uzupełniający obraz sytuacji 

meteorologicznej, szczególnie w połączeniu z produktem SRI (natężenie 

opadu). Pokazuje cały obszar atmosfery, w obrębie którego zidentyfikowano 

echo radarowe bez względu na to czy jest ono źródłem opadu czy nie. 

27

2.5 Wysokość echa radarowego - EHT (Echo Height) 

Na podstawie analizy danych o odbiciowości możliwe są do wygenerowania 

następujące wartości: 

- wysokości wierzchołków echa radarowego – EHT Echo Top , 

- wysokości echa radarowego maksymalnej wartości odbiciowości lub natężenia opadu – 

EHT Height Max Z , 

- wysokości podstawy echa EHT Echo Base (dla przestrzeni objętej pomiarem), 

- grubość warstwy echa EHT Thicknes (różnica pomiędzy najwyższą, a najniższą wysokością 

echa w danym punkcie pomiaru) co odpowiada obliczeniom: Echo Top minus Echo Base. 

2.5.1 Wierzchołki echa radarowego EHT (Echo Top) 

Produkt EHT (Echo Top) jest obrazem wysokości wierzchołków ech radarowych 

w obrębie zlokalizowanej struktury meteorologicznej, wyrażonych w [km]. 


typu EHT. 

Min. Z - wartość progowa odbiciowości lub natężenia opadu brana do wyliczenia produktu 

Data - typ produktu, który może przyjmować następujące określenia: 

Echo Top - wysokości wierzchołków zlokalizowanych struktur meteorologicznych 

(wysokość wierzchołków ech) 

Echo Base - podstawa ech radarowych (wysokość podstawy echa) 

Height of Max. Reflectivity - wysokość maksymalnej odbiciowości 

Layer Thickness – grubości zlokalizowanej strukury. 

28

EHT Echo Top wytwarzany operacyjnie jest obrazem wysokości wierzchołków echa 

radarowego w zasięgu do 200 - 250 km od radaru, z rozdzielczością 1x1 km (punkt 

zobrazowania). W procesie generowania produktu analizowane są wszystkie miejsca gdzie 

wykryto echa radarowe, a zobrazowane wartości pochodzą z największych wartości 

wysokości, na których je zlokalizowano. 

2.5.2 Wysokość maksymalnej odbiciowości - EHT Height Max Z 

Produkt EHT(Height MaxZ) jest obrazem wysokości, na których zlokalizowano 

największą wartość odbiciowości radarowej, wyrażonych w [km]. 

Mapa EHT - Height 

Max Z 

dla sytuacji z godziny 

15:50 dnia 29 lipca 

2005, radar Legionowo. 

Dla poszczególnych punktów mapy prezentuje on wartości wysokości, dla których 

wyliczono największe wartości odbiciowości w kolumnach o podstawie 1x1km od 

powierzchni ziemi do maksymalnej wysokości możliwego pomiaru. 

2.5.3 Wysokości podstawy echa radarowego – EHT Echo Base 

Produkt EHT(EchoBase) jest obrazem podstawy echa radarowego wyrażonej w [km]. 

29

Mapa EHT - Echo Base 

dla sytuacji z dnia 29 lipca 

2005 godz. 15:50 - radar 

Legionowo. 

Podsumowanie 

Mapa wysokości wierzchołków obiektów meteorologicznych to bardzo 

„praktyczny” produkt. Pokazuje ona, dla zdefiniowanego zasięgu, wszystkie 

miejsca gdzie wykryto echo radarowe. 

Przydatny do automatycznej identyfikacji echa i jego pionowego rozwoju – 

maksymalnej rozpiętości w pionie, niezbędnej do oceny sytuacji w przypadku 

rozróżnienia występowania struktur konwekcyjnych i struktur warstwowych. 

W przypadku opadów o typowych „zwartych” strukturach, rozbudowanych w 

pionie, na produkcie typu Echo Top występuje „koncentryczna struktura 

kołowa”, która daje niejednoznaczny obraz danego obiektu 

meteorologicznego. 

Złagodzenie „koncentrycznej struktury kołowej”, na mapie produktu, można 

zniwelować poprzez zwiększenie liczby kątów elewacji składających się na 

cykl obserwacji. Nieznacznie efekt ten można poprawić (tylko dla 

wizualizacji produktu) poprzez zwiększenie zakresu skali kolorów dla 

prezentowanych wysokości. Nie wyeliminuje to jednak braków tego produktu 

wynikających z techniki pomiaru radarowego (tylko 10 kątów podniesienia 

anteny). 

Mała przydatność operacyjna produktu EHT Echo Base i EHT Thickness 

Przydatność 

produktu 

Bardzo użyteczny produkt do identyfikacji pionowego zasięgu struktury 

opadowej, a zwłaszcza komórek burzowych. Przy jego pomocy można 

określić wartości wysokości wierzchołków echa radarowego, z czego 

możemy wnioskować o występowaniu niebezpiecznych zjawisk w danym 

obszarze. 

W lotnictwie bardzo przydatny do wyznaczania obszarów lotu, na których 

możliwe jest ominięcie atmosfery zajętej przez rozbudowane struktury 

opadowe. 

30

2.6 Przekrój pionowy - RHI (Range Height Indicator) 

Produkt RHI(dBZ) jest rozkładem pionowym odbiciowości radarowej pozyskanej 

w procesie skanowania pionowego na ściśle określonym azymucie. 

Przykładowe produkty typu RHI. 

Range - zasięg produktu 

Vert Res - pionowa rozdzielczość obrazu 

Hor Res - pozioma rozdzielczość obrazu 

Height - wysokość skanowania pionowego (wysokość powyżej średniego poziomu morza) 

Elevation - rozpiętość sektora pionowego skanowania atmosfery 

Podsumowanie 

Produkt RHI charakteryzuje się wysoką rozdzielczością danych, zależną od 

ustawień parametrów skanowania pionowego. 

Produkt RHI(V) jest przydatny do badań związanych ze szczegółową analizą 

danej struktury meteorologicznej. 

Przekroje typu RHI są możliwe jedynie wzdłuż promienia od radaru. Chociaż 

możliwe jest ustalenie dowolnego azymutu, to musi on być zadany w trakcie 

definiowania harmonogramu skanowania pionowego, co wyklucza 

dynamiczne dostosowywanie się do aktualnej sytuacji meteorologicznej. 

Obecnie RHI jest w mniejszym, lub większym stopniu produktem 

wychodzącym z użycia i zastępowanym przez produkty VCUT i LMVCUT, 

które mogą być na bieżąco generowane w trakcie pracy operacyjnej. z danych 

typu 3D. 

Przydatność 

produktu 

Produkt przydatny (zalecany) w przypadku konieczności monitoringu stanu 

atmosfery na wybranym azymucie w stosunku do lokalizacji radaru np. 

w strefach podejścia samolotów do lądowania oraz możliwy do 

wykorzystania w przypadku obserwacji i analiz szczególnie niebezpiecznych 

zjawisk meteorologicznych w celach badawczych. 

31

2.7 Przekrój pionowy przez dwa punkty - VCUT (Vertical Cut) i przekrój wzdłuż 

łamanej MLVCUT (Multiple-Line Vertical Cut) 

Produkty VCUT(dBZ) prezentują rozkład pionowy odbiciowości radarowej dla 

przekroju wyznaczonego wzdłuż zadanego odcinka, poprowadzonego na dowolnie 

wygenerowanym produkcie. Przy czym produkt VCUT będzie tego samego typu co produkt 

wejściowy. 

Przykładowy obraz przekroju 

pionowego wzdłuż zadanego 

odcinka po odbiciowości 

radarowej. 

Każdy wykonany przekrój 

pionowy może być w systemie 

zapisany w oddzielnym pliku 

jako niezależny produkt. 

Height – przedział wysokości do zobrazowania danych (parametr ustawiany w konfiguracji 

wyświetlania produktu) 

Disp Len – długość trasy wyznaczonej do wykonania przekroju zobrazowania; wartość 

wyznaczona przez punk start i stop 

Hor Res - pozioma rozdzielczość obrazu 

Ver Res - pionowa rozdzielczość obrazu 

Przekroje wzdłuż łamanej MLVCUT (Multiple-Line Vertical Cut) 

Produkty MLVCUT(dBZ) prezentują rozkład pionowy odbiciowości radarowej 

przekroju wyznaczonego wzdłuż zadanej linii łamanej, poprowadzonej na wygenerowanym 

produkcie obrazującym daną strukturę meteorologiczną. 

32

Obraz rozkładu ech radarowych na 

produkcie MLVCUT wzdłuż łamanej 

składającej się z kilku odcinków. 

Sumaryczna długość przekroju przez 

strukturę to 357 km. 

Podsumowanie 

Przekrój typu VCUT i MLVCUT można wykonywać wzdłuż dowolnego 

odcinka lub łamanej. Początek i koniec cięcia ustalany jest w trybie 

interaktywnej pracy z produktem. 

Pozwala na pozyskanie orientacji o rozkładzie pionowym struktur opadowych 

nad wybraną lokalizacją. 

Wygodniej jest posługiwać się produktem typu VCUT (w stosunku do RHI) 

gdyż pozwala dowolnie orientować cięcia pionowe, bez konieczności 

wykonywania dodatkowego skanu. 

Wykonany obraz przekroju pionowego można także zapisać w postaci pliku 

źródłowego jak i graficznego. 

Gorsza rozdzielczość pionowa niż w przypadku produktu RHI. 

Produkty możliwe do wygenerowania tylko w przypadku dostępu do 

specjalistycznego oprogramowania i do danych w układzie sferycznym (typu 

3D). 

Przydatność 

produktu 

Bardzo użyteczny produkt, zwłaszcza przy analizie pionowego rozwoju 

dowolnie wybranej struktury meteorologicznej, zjawiska meteorologicznego 

(nie tylko ekstremalnego). 

33

3. Produkty hydrologiczne 

3.1 Natężenie opadu - SRI (Surface Rainfall Intensity) 

Produkt SRI jest obrazem rozkładu natężenia opadu w [mm/h] na zdefiniowanej przez 

użytkownika wysokości nad powierzchnią gruntu. Wysokość powierzchni ziemi obliczana 

jest z map orograficznych, które są także wykorzystywane do określania regionów gdzie 

ustawiona przez użytkownika warstwa jest niedostępna dla radaru. 

Dane produktu SRI są prezentowane w 

skali logarytmicznej, a ich wartości są 

wyskalowane w jednostkach natężenia 

opadu [mm/h]. 

1 [mm/h] = 1 [litr/m 2 ] w ciągu godziny 

dBZ 10log10 

Z 

SRI H - wysokość nad powierzchnią terenu 

ZR - wartości współczynników dla relacji: odbiciowość radarowa (Z) - opad (R): 

a - czynnik A relacji Z-R przyjęty do przeliczania odbiciowości na natężenie opadu 

b - wykładnik B relacji Z-R przyjęty do przeliczania odbiciowości na natężenie 

opadu 

Alg. Type - typ algorytmu w oparciu, o który wyliczone są wartości produktu poza obszarem 

uwzględniającym orografię terenu: 

SRI - dane wyliczane w oparciu o algorytm typu SRI (analogicznie jak CAPPI), 

Pseudo SRI - dane wyliczane w oparciu o algorytm PseudoSRI (analogicznie jak 

PCAPPI). 

Standardowy produkt SRI jest obrazem rozkładu natężenia opadu na zdefiniowanej 

przez użytkownika wysokości nad powierzchnią terenu w obszarze 200 km wokół radaru 

zgodnie z algorytmem PseudoSRI. 

W procesie wyliczania produktu, pozyskane przez radar informacje o odbiciowości radarowej 

w [dBZ] poddawane są konwersji, z uwzględnieniem empirycznie wyznaczonych parametrów 

a i b, do natężenia opadu R według opracowanej przez Marshala-Palmer’a zależności: 

Z a R 

b 

34

gdzie: 

Z - jest w [mm 6 /m 3 ], R - w [mm/h], 

a, b – to wartości wyznaczone empirycznie. 

Założeniem produktów hydrologicznych jest liczenie opadu w warstwie 

uwzględniającej orografię terenu tzn. wartość prezentowana prze każdy punkt mapy winna 

pochodzić z stałej wysokości nad poziomem terenu określonej parametrem SRI H. 

Geometria tworzenia produktu SRI 

(Źródło: dokumentacja systemu 

RAIMBOW). 

Wysokości te są obliczane z map orografii terenu. Jeśli w definicji produktu nie jest możliwe 

uwzględnienie mapy orografii terenu to wówczas produkt SRI liczony jest na stałej wysokości 

nad średnim poziomem morza, zgodnie z zasadami przyjętymi przez algorytm PCAPPI(dBZ). 

Podsumowanie 

W prostej formie określa oszacowany w oparciu o dane radarowe rozkład 

opadu nad danym obszarem, wyrażony w skali barw, którym 

przyporządkowano określone wartości natężenia opadu. 

Używany jako zestaw danych wejściowych do generowania wielu innych 

produktów hydrologicznych. 

Powinien informować o opadzie tuż przy powierzchni ziemi, jednak im 

większa odległość od radaru tym większy błąd jego oszacowania. Wynika to z 

geometrii skanowania i specyfiki pomiaru radarowego. 

Przydatność 

produktu 

Bardzo przydatny produkt, który w łatwej do interpretacji formie (bez 

konieczności wnikania w zagadnienia konwersji odbiciowości radarowej) 

podaje rozkład natężenia opadu. W związku z tym może posługiwać się nim 

każdy użytkownik. 

Analiza map z kilku kolejnych SRI może być pomocna do określenia 

tendencji (spadek/wzrost) opadu na najbliższe dwie, trzy godziny. 

35

3.2 Suma opadów - PAC (Precipitation Accumulation) 

Produkt PAC jest zsumowanym natężeniem opadu w zdefiniowanym okresie czasu, 

podany w [mm]. Najczęściej generowanym produktem w oparciu o pozyskane dane radarowe 

jest godzinna suma opadu odświeżana co 10 minut. 

1 [mm] opadu oznacza: 

1 litr wody na powierzchnię 1 [m 2 ] 

Przykładowy obraz rozkładu 

godzinnej sumy opadu. 

Start - termin rozpoczęcia sumowania 

Interval - przedział czasu, dla którego wykonywano sumowanie opadu – łączny czas 

sumowania w: dniach (d), godzinach (h) lub minutach (m) 

Num Prod. - ilość produktów brana do analizy w celu wyliczenia PAC 

Miss Time – okres braku pomiarów 

W ramach systemu radarowego liczone są operacyjnie następujące sumy opadów:- godzinna 

suma opadów, 6-cio godzinne sumy opadów, dobowa suma opadów. 

Podsumowanie 

Sumy opadu są obliczane na podstawie kolejnych 10-cio minutowych 

pomiarów radarowych. Wartości te nadają się do porównania z wartościami 

sum opadu zmierzonych za dany okres czasu przez deszczomierze. 

Przydatność 

produktu 

Z uwagi na nieciągły charakter danych wejściowych (co 10 min.) zachodzi 

potrzeba interpolacji czasowej. 

Jako danych wejściowych potrzebuje także produktu typu prognostycznego - 

RTR (Śledzenie Komórek Opadowych). 

Produkt bardzo użyteczny dla zastosowań hydrologicznych. 

Przydatny do określania rozkładu opadu na danym obszarze w kolejnych 

jednostkach czasu. 

Szczególnie przydatny w momencie śledzenia rozwoju sytuacji opadowej w 

przypadkach występowania powodzi. 

Pomocny przy szacowaniu wezbrań na zlewniach. 

36

3.3 Wodność scałkowana w pionie - VIL (Vertical Integrated Liquid) 

Produkt VIL określa chwilową, oszacowaną zawartości wody w zdefiniowanej przez 

użytkownika warstwie atmosfery, wyrażoną w jednostkach sum opadu [mm]. Obraz produktu 

jest jej odzwierciedleniem w każdym punkcie wyznaczonym przez rozdzielczość produktu. 

Przykładowy produkt 

typu VIL 

Height – przedział wysokości, z którego wyliczono produkt 

ZM-C, ZM-D - wartości współczynników do przeliczenia odbiciowości na wodność: 

C - współczynnik C relacji Z-M 

D - wykładnik D relacji Z-M 

Podsumowanie 

Umożliwia policzenie wodności w dowolnie zadanych przedziałach 

wysokości co można wykorzystać do jej określenia na zadanych wysokościach 

np. tras korytarzy lotniczych (np. od 7 do 9 km) w celu wydzielenia komórek 

konwekcyjnych na tle rozbudowanych struktur opadowych. 

Produkt zaniża wartości w pobliżu stacji radarowej i w dalszych odległościach 

od radaru (na skrajach zasięgu). 

Przydatność 

produktu 

Szczególnie użyteczny do wyznaczenia obszarów o zawartości dużej masy 

wody nad danym obszarem. Pozwala na oszacowanie opadu jaki spadnie w 

najbliższym czasie (za kilka minut). 

Szczególnie przydatny do zobrazowania obszarów zagrożonych wystąpieniem 

opadów ekstremalnych pochodzących z pionowo rozbudowanych struktur 

opadowych; silnych burz. 

37

3.4 Akumulacja opadu w podzlewniach - RSA (River Subcatchment Accumulation) 

RSA to produkt umożliwiający oszacowanie sum opadu na obszarze zdefiniowanej 

przez użytkownika zlewni dla zdefiniowanego przedziału czasu. 

Przykładowy produkt obrazujący obszar zlewni z wylistowanymi wartościami 

wygenerowanymi przez RSA dla danego terminu obserwacji. 

Alg type - typ algorytmu użyty do obliczania sumy opadu 

Start - termin początkowy sumowania opadu (miesiąc, dzień, godz., min., sek., rok) 

Interval - przedział czasowy sumowania opadu określony w: dniach, godzinach i minutach 

Numprod - liczba produktów wejściowych w przedziale sumy 

Miss Time - łączny czas brakujących danych w przedziale czasu sumy (dz., godz, min.) 

RSA dostarcza następujących informacji dla zdefiniowanych przez użytkownika obszarów 

(najczęściej podzlewni rzek): 

- dla każdego kroku czasowego produktu wejściowego, obliczane są uśrednione przestrzennie 

natężenie opadu R i odpływ Q, 

- dla przedziału czasowego zdefiniowanego przez użytkownika odpływ całkowity Q tot , 

odpływ uśredniany po czasie Q avg , opad całkowity R tot i natężenie opadu uśredniane po 

czasie R avg . 

W momencie listowania wyliczonych wartości dla każdej ze zdefiniowanych zlewni w 

otwierającym się oknie dostajemy: 

Name - nazwę zlewni, 

Size - powierzchnię zlewni w [km 2 ], 

Total Rain 

Average Rain 

- całkowity opad R tot w [mm], 

- średnie natężenie opadu R avg w [mm/h], 

38

Total Runoff - całkowity odpływ Q tot w [m 3 ], 

Average Runoff - średni napływ Q avg w [m 3 /s]. 

Dane dla tego samego 

terminu wyświetlone w 

układzie X-Y 

Wyświetlone są na nim 

szeregi czasowe odpływu Q 

odnośnie zlewni o nazwie: 

Sub_1 

Druga zlewnia zdefiniowana 

w tym produkcie to Sub_2 

Natomiast gdy w preferencjach produktu wybrana zostanie opcja wyświetlania 

produktu jako „diagram”, szeregi czasowe odpływu Q są pokazywane jako dwuwymiarowe 

diagramy w układzie X-Y dla każdej z podzlewni (wyświetlane w momencie rozwinięcia 

zakładki Layer na produkcie głównym). 

Podsumowanie 

W oparciu o ten produkt istnieje możliwość policzenia całkowitego zasilenia 

zlewni przez opad w funkcji czasu. 

Konieczność zdefiniowania zlewni. 

Przydatność 

produktu 

Wartości produktu zapisane w plikach ASCII, mogą zostać użyte jako dane 

wejściowe do modeli hydrologicznych. 

Mogą być wykorzystane do różnego rodzaju badań i analiz np. związanych z 

porównaniem ilości opadu (wody) pochodzącego z różnych struktur 

meteorologicznych, względem wezbrań na zlewniach określonych rzek. 

39

4. Produkty wiatrowe 

W trybie pracy operacyjnej do pozyskania danych do wyliczenia produktów 

wiatrowych stosowane jest specjalistyczne, odrębne skanowanie atmosfery nazywane skanem 

dopplerowskim (patrz rozdział 1.3). Jak już wcześniej opisano jest to skanowanie 

zoptymalizowane pod kątem pomiaru danych o prędkości, zorganizowane tak, aby otrzymać 

wyniki o jak najwyższej jakości. 

4.1 Produkty wiatrowe według geometrii ich tworzenia 

4.1.1 Przekroje stożkowe rozkładu prędkości radialnej i szerokości widma prędkości 

radialnych 

Przekrój stożkowy rozkładu prędkości radialnej PPI(V) - (Plan Position Indicator) 

Produkt PPI(V) jest odwzorowaniem rozkładu prędkości radialnych pozyskanych 

z pomiaru dopplerowskiego dla jednego obrotu anteny, w pełnym zakresie azymutu i na 

zadanej elewacji. Prędkości prezentowane są w [m/s]. 

Przykładowa mapa rozkładu 

prędkości radialnych typu 

PPI(V) dla kąta elewacji 

równego 0,8 ; zobrazowanie dla 

standardowo wyświetlanego 

zakresu prędkości. 

Elevation – kąt podniesienia anteny 

Produkty PPI(V) mogą być pozyskiwane z pomiaru prędkości radialnych dla wszystkich 

elewacji (kątów podniesienia anteny) skanu dopplerowskiego (patrz rozdział 1.2). Nazwa 

została przyjęta ze względu na analogię do geometrii tworzenia produktu PPI(dBZ) (patrz 

rozdział 2.1). 

Przekrój stożkowy obrazujący szerokości widma prędkości radialnych - PPI(W) (Plan 

Position Indicator). 

40

Produkt PPI(W) jest odwzorowaniem szerokości widma prędkości radialnych 

pozyskanych z pomiaru dopplerowskiego dla jednego obrotu anteny, w pełnym zakresie 

azymutu i zadanej elewacji. Szerokości widma prędkości radialnych prezentowane są w [m/s]. 

Zobrazowanie rozkładu szerokości 

widma prędkości radialnych 

PPI(W)dla elewacji równej 0,8 

w zakresie wartości : 

od 0,1 m/s do 10 m/s. 

Elevation – kąt podniesienia anteny 

Produkty PPI(W) mogą być pozyskiwane z pomiaru szerokości widma prędkości radialnych 

dla wszystkich elewacji (kątów podniesienia anteny) skanu dopplerowskiego (patrz rozdział 

1.2). Nazwa została przyjęta ze względu analogię do geometrii tworzenia produktu PPI(dBZ) 

(patrz rozdział 2.1). 

Podsumowanie 

PPI(V) i PPI(W) są najszybciej tworzonymi produktami typu wiatrowego 

ponieważ mogą być generowane z danych pochodzących z pojedynczego 

obrotu anteny. 

PPI(V) przydatny do pośredniego określania kierunku wiatru wewnątrz 

struktury meteorologicznej, a PPI(W) do szacowania turbulencji. 

Wyświetlane dane pochodzą z różnych wysokości w zależności od odległości 

od radaru, co powoduje problemy z interpretacją danych. 

Dla najwyższych kątów elewacji, wyświetlany jest właściwie pionowy profil 

prędkości i szerokości widma prędkości radialnych. 

Przydatność 

produktu 

Produkt PPI(V) i PPI(W) - dla niskich kątów elewacji - wykonywany jest w 

celu uzyskania ogólnego, szybkiego przeglądu sytuacji w zakresie 

prezentowanych przez nie wartości. Ze względu na trudności interpretacyjne 

przydatny raczej do systemów automatycznych, działających bez ingerencji 

człowieka. 

41

4.1.2 Rozkład prędkości radialnej i rozkład szerokości widma prędkości radialnych na 

stałej wysokości typu PCAPPI (Pseudo Constant Altitude Plan Position 

Indicator) 

Produkt PCAPPI(V) jest odwzorowaniem rozkładu prędkości radialnych na określonej 

wysokości n.p.m., wyliczonych w oparciu o dane pozyskane z całego skanu dopplerowskiego. 

Rozkład prędkości radialnych prezentowany jest w [m/s]. 

a) b) 

Rozkłady prędkości radialnej dla wysokości: a) 1km i b) 2 km z tego samego terminu. 

Produkt PCAPPI(V) jest jednym z podstawowych produktów zobrazowania składowej 

radialnej wiatru w zlokalizowanych echach radarowych, względem stacji radarowej. 

Produkt PCAPPI(W) jest odwzorowaniem rozkładu szerokości widma prędkości 

radialnych na określonej wysokości n.p.m. Rozkład ten prezentowany jest w [m/s]. 

Produkty rozkładu szerokości widma prędkości radialnych PCAPPI(W) dla wysokości 

1 km i 2 km z tego samego terminu obserwacji. 

Height - wysokość warstwy CAPPI n.p.m. 

Alg Type - typ zastosowanego algorytmu, opcjonalnie do wyboru : 

CAPPI - wg. algorytmu typu CAPPI 

Pseudo CAPPI - wg. algorytmu typu PCAPPI 

CAPPI Range - zakres CAPPI; podany jest zasięg CAPPI dla danej wysokości 

42

Podsumowanie 

W porównaniu do PPI(V) wyeliminowany jest wpływ skrętu wiatru z 

wysokością, na powstający obraz prędkości. 

Jako samodzielny produkt jest on trudny do interpretacji, szczególnie w 

przypadku występowania zjawisk ekstremalnych typu wiatrowego. 

Wymagana jest praktyka i doświadczenie, aby poprawnie go zinterpretować. 

Przydatność 

produktu 

Rozkład prędkości radialnej typu PCAPPI(V) wykorzystywany jest do 

identyfikowania zjawisk typu: wiry i trąby powietrzne, zjawisk dywergencji 

i konwergencji w obszarze danej struktury. 

Produkt CAPPI(W) może być przydatny do określania turbulencji w danej 

warstwie atmosfery. 

4.1.3 Rozkład prędkości i szerokości widma prędkości radialnych na produktach typu 

CMAX i MAX 

Produkty rozkładu prędkości radialnych i szerokości widma prędkości radialnych 

mogą być także generowane według geometrii produktów CMAX i MAX. Produktami tymi 

są wówczas niżej wymienione mapy. 

CMAX(V) - rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnej dla określonego przedziału 

wysokości. 

CMAX(W) - rozkład maksymalnych wartości szerokości widma prędkości radialnych dla 

określonego przedziału wysokości. 

Rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnych i spektrum rozkładu prędkości 

radialnych wygenerowane według geometrii tworzenia produktu CMAX. 

43

MAX(V) - rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnej dla określonego przedziału 

wysokości w rzucie na trzy płaszczyzny. 

MAX(W) - rozkład maksymalnych wartości szerokości widma prędkości radialnych w rzucie 

na trzy płaszczyzny 

Warunkiem utworzenia opisanych w tym podrozdziale produktów jest ich zdefiniowanie w 

systemie radarowym. Operacyjnie produkty te nie są generowane. 

Rozkład maksymalnych wartości prędkości radialnych i maksymalnych wartości widma 

prędkości radialnych w zlokalizowanej strukturze. 

4.1.4 Rozkład prędkości radialnych i szerokości widma prędkości radialnych na 

produktach typu VCUT 

Rozkłady danych o prędkości radialnej i szerokości widma prędkości radialnych mogą 

być także tworzone wg. geometrii produktów typu VCUT lub MLVCUT. Produktami tymi są 

wówczas prezentowane niżej mapy. 

VCUT(V) - rozkład pionowy prędkości radialnych wzdłuż określonego (wyznaczonego 

odcinka) przekroju przez strukturę meteorologiczną. 

VCUT(W) – rozkład pionowy szerokości widma prędkości radialnych wzdłuż określonego 

(wyznaczonego odcinka) przekroju przez strukturę meteorologiczną. 

44

Przykładowe produkty: 

b) rozkładu prędkości radialnych, 

c) szerokości widma prędkości radialnych 

na przekrojach pionowych typu VCUT 

wyznaczonych wzdłuż odcinka 

poprowadzonego na produkcie rozkładu 

odbiciowości (rysunek a). 

a) 

b) c) 

MLVCUT(V) - rozkład pionowy prędkości radialnych wzdłuż określonego (wyznaczonego 

przez linie łamaną) przekroju przez strukturę meteorologiczną. 

MLVCUT(W) – rozkład pionowy szerokości widma prędkości radialnych wzdłuż 

określonego (wyznaczonego przez linię łamaną) przekroju przez strukturę 

meteorologiczną. 

Przekrój MLVCUT(W) w obrazie 3D wzdłuż łamanej wyznaczonej na produkcie CMAX(W) 

45

Przekrój MLVCUT(V) 

oraz jego obraz 3D 

wzdłuż łamanej 

wyznaczonej na 

produkcie CMAX(V). 

Warunkiem utworzenia wymienionych w tym podrozdziale produktów jest dostęp do danych 

pochodzących ze skanu dopplerowskiego zapisanych w układzie sferycznym. 

Podsumowanie 

Zobrazowanie stanu atmosfery w rzucie na trzy płaszczyzny w przypadku 

MAX(V) ułatwia interpretację danych na obrazie głównym, który bywa mało 

czytelny z uwagi na „przemieszanie wysokości”, z których pochodzi wartość 

naniesiona na mapę. 

Produkt typu MAX(W) – pozwala na zlokalizowanie obszarów o dużych 

wartościach szerokości widma prędkości radialnych, a VCUT(W) na dokładne 

ich zobrazowanie i przeanalizowanie w połączeniu z lokalizacjami 

(obszarami) o silnej turbulencji. 

W przypadku produktu MAX(V) na płaszczyźnie poziomej produktu 

zobrazowane będą wartości z różnych, choć najczęściej górnych warstw 

atmosfery. 

Nie polecany do określania obszarów występowania maksymalnych prędkości 

radialnych wiatru. 

Należy pamiętać, że obszar maksymalnej prędkości radialnej wcale nie musi 

odpowiadać obszarowi maksymalnej prędkości wiatru. 

Przydatność 

produktu 

Produkty wykorzystywane do analiz zdarzeń ekstremalnych typu 

meteorologicznego oraz ekspertyz wykonywanych w przypadku katastrof 

lotniczych, w celu wykluczenia lub potwierdzenia wpływu na nie czynników 


46

4.2 Pionowy profil wiatru – VVP (Volume Velocity Processing) 

Produkt VVP obrazuje rozkład wektorów wiatru wyliczonych do określonej 

wysokości nad stacją radarową. Prędkość i kierunek wiatru liczone są dla jednakowo 

odległych poziomów wysokości. Uzyskujemy w ten sposób przybliżony profil pionowy 

wiatru dla momentu obserwacji, który może być wyświetlony w postaci: tradycyjnych 

wektorów wiatru lub wykresu gdzie: oś x to prędkość wiatru w [m/s], a oś y określa wysokość 

w [km]. 

Dla każdego skanu dopplerowskiego wyliczone wartości 

VVP mogą być wyświetlane na oddzielnych 

diagramach/wykresach. W przypadku, gdy wybrano 

prezentację w postaci strzałek z upierzeniem, odchylenie 

strzałki względem góry odpowiada odchyleniu kierunku 

wiatru względem północy. 

Przykładowy produkt typu VVP. 

Range – podaje minimalny i maksymalny zasięg odległości od radaru dla obszaru, z którego 

pobierane są dane do wyliczenia produktu: 

minimum – granica odległości od stacji radarowej do wewnętrznego boku obszaru danych 

maksimum – granica odległości od stacji radarowej do zewnętrznego boku obszaru danych 

Alg type - typ pierwszej regresji używanej do wyznaczania VVP, która może być 

prowadzona w oparciu o analizę danych o prędkości radialnej z wykorzystaniem: 

47

trójwymiarowego wektora wiatru (typ - 3D Wind Vector) oraz dodatkowo z 

wykorzystaniem pochodnych poziomych (typ - 3D Vector and Hor. Derivatives) 

i pochodnych pionowych (typ - Complete). 

Elevation – zakres kątów podniesienia anteny w elewacji dla procesu skanowania 

dopplerowskiego. 

Second reg – może przyjmować wartość: On lub Off. On oznacza wyliczanie produktu 

z uwzględnieniem drugiej regresji. 

Uaktywnienie tego okna oznacza proces drugiej regresji (ponowne liczenie 

wektorów wiatru w oparciu o te same dane) wykonywany w celu dalszej eliminacji 

danych odstających od przyjętych wartości progowych. Jest to kontynuacja analizy 

danych pod kątem poprawy jakości produktu. 

Podsumowanie 

Profile pionowe generowane są w oparciu o analizę wielu parametrów 

wyliczanych z rozkładu prędkości radialnych. Co skutkuje dobrą jakością 

produktu. 

Radar podaje wiatr tam gdzie wykryje echa, ale czasami nawet w przypadku 

braku hydrometeorów (gdy nie ma opadów) algorytm jest w stanie 

wygenerować profile wiatru do wysokości kilku kilometrów. Dzieje się tak ze 

względu na wysoką czułość „kanału prędkości” radaru, który jest w stanie 

zarejestrować echo od zanieczyszczeń (pyły, sole) znajdujących się w 

powietrzu. 

Jako informacje wejściowe do wygenerowania tego produktu potrzebne są 

dane o prędkości, które powinny być dobrej jakości. 

Wymaga oddzielnego skanu, zoptymalizowany pod kątem pomiaru prędkości. 

Z przyczyn teoretycznych (skomplikowanych algorytmów) konieczne jest 

sprawdzanie jakości danych (pierwsza i druga regresja). 

Przydatność 

produktu 

Niesie bardzo dużo informacji na temat pionowego profilu wiatru w miejscu 

lokalizacji radaru. 

Bardzo użyteczny produkt dla lotnictwa oraz pracy synoptyka (jako 

uzupełnienie profili pionowych wiatru generowanych przez stacje 

aerologiczne). 

48

4.3 Wiatr poziomy – HWIND (Horizontal Wind) i Technika wiatru jednorodnego 

UWT – (Uniform Wind Technique) 

Produkty HWIND i UWT prezentują rozkład wiatru poziomego na określonej 

wysokości: jego kierunek oraz prędkość z obszarów gdzie na danej wysokości zlokalizowano 

jakiekolwiek echo radarowe. Pole wiatru poziomego na produkcie HWIND i UWT 

wyświetlane jest jako obraz poziomych wektorów wiatru na stałej wysokości w punktach 

regularnej siatki, opisanych przez długość i szerokość geograficzną. 

Produkt typu HWIND(V) z 

wygenerowanymi wektorami 

wiatru poziomego dla 

wysokości 2 km. 

Range – zasięg obliczeń 

Height – wysokość warstwy n.p.m., dla której wyznaczono wektory wiatru 

Alg. Type – wybrany typ algorytmu zastosowany do wyliczania produktu: 

HWIND - oznacza, że do wyznaczania wektorów wiatru, wartości rozkładu 

prędkości radialnych uśredniano (interpolowano) wg. algorytmu typu CAPPI, 

PHWIND - PseudoHWIND - oznacza, że do wyznaczania wektorów wiatru, 

wartości rozkładu prędkości radialnych interpolowano i pobierano wg. założeń 

algorytmu typu PCAPPI (patrz rozdział: 1.4). 

Poziome wektory wiatru są obliczane dla punktów siatki (bramek) wybranych z wnętrza 

obszaru pokrytego skanem dopplerowskim. W trakcie definiowania produktu wyznaczana jest 

liczba bramek siatki w kierunkach północ-południe i wschód-zachód określająca w pewien 

sposób „rozdzielczość produktu graficznego” tj. wielkość obszaru, na który przypada jeden 

graficznie zobrazowany wektor wiatru. Liczba wektorów wiatru (komórek siatki) jest tak 

dobierana, aby nie przeładować obrazu nadmiarem informacji. 

Do wyliczenia poziomych wektorów wiatru na określonej wysokości wykorzystywane są 

wartości rozkładu prędkości radialnej uśrednianej (interpolowanej) według różnych zasad. 

W przypadku produktu: 

49

- HWIND(V) zgodnie z przyjętym algorytmem typu CAPPI(V) lub PCAPPI(V), 

- UWT(V) z zastosowaniem sześciopunktowego schemat interpolacji liniowej. 

Dla produktu UWT, wykorzystywana jest uproszczona metodyka interpretacji pól 

poziomych dla zmierzonej prędkości dopplerowskiej. Założeniem tej metody jest stałość pola 

wiatru w analizowanym obszarze tj. poziome wektory wiatru liczone są, przy założeniu 

istnienia jednorodnego pola wiatru w określonym obszarze, dla niewysokich kątów 

nachylenia anteny (do 5 stopni). 

Wiatr poziomy policzony według algorytmu HWIND (po lewej) i UWT (po prawej) dla 

sytuacji występowania wiatru jednorodnego. 

Podsumowanie 

Pomiar radarem dopplerowskim umożliwia wyznaczenie wektorów wiatru 

poziomego w maksymalnym zasięgu do 125 km wokół każdej ze stacji 

radarowych. Produkty HWIND i UWT najlepiej je przedstawiają 

W celu pozyskania produktu niezbędne są dane o dobrej jakości. Z tego też 

powodu wymagany jest oddzielny skan, zoptymalizowany pod kątem pomiaru 

danych o rozkładzie prędkości radialnej. 

Ze względu na stopień skomplikowania algorytmów, konieczne jest 

sprawdzanie jakości danych w kolejnych krokach generowania produktów. 

Przydatność 

produktu 

Bardzo przydatny produkt do obrazowania pola wiatru zarówno rozległej 

struktury jak i pojedynczych komórek. 

Zarówno produkt HWIND jak i UWT mogą być kombinowane z wieloma 

innymi produktami. Ułatwia to ich wzajemną interpretację np. jeżeli 

połączymy je z odbiciowością radarową lub rozkładem prędkości radialnej, 

mamy połączoną informację o określonym obiekcie meteorologicznym. 

50

4.4 Prędkość wiatru radialnego w funkcji azymutu – VAD (Velocity Azimuth Display) 

Produkt VAD jest średnią prędkością radialną w funkcji kąta azymutu, dla ustalonego 

kąta elewacji w zakresie określonego przedziału odległości ustalonego wzdłuż wiązki 

radarowej. 

Zobrazowanie średnich prędkości radialnych prezentowane jest na produkcie w formie 

wykresu w układzie x/y, gdzie: oś x to azymut, a oś y to prędkość radialna. 

Standardowo wyświetlanym produktem jest zobrazowanie pochodzące z pierwszego kąta 

poniesienia anteny. 

Przykład produktu VAD. Dla tego przypadku analizy prowadzone są dla elewacji 0.5 o w 

zasięgu od 20 do 25 km (Min.Range=20 km, plus zasięg analiz danych ( pierścień=5 km). 

Rozkład prędkości radialnych (w pełnym zakresie azymutów) wykazuje kształt sinusoidalny. 

Rysunek po prawej stronie jest rysunkiem pomocniczym do zobrazowania obszaru analiz 

danych (pole zielonego pierścienia). 

Min. Range – minimalna odległość od radaru, dla której prowadzone są wyliczenia 

Minimalny zasięg VAD w [km] 

Range gap - rozmiar pierścienia (grubość pierścienia), w obrębie którego analizowane są 

dane w [km] 

Podsumowanie 

Szybkie, wizualne sprawdzanie danych o rozkładzie prędkości radialnej w 

określonym obszarze. Krótki czas obliczania. 

Interpretacja niejednorodnego wiatru wymaga sporego doświadczenia. 

Przydatność 

produktu 

Produkt do użytku powszechnego raczej nie stosowany. Wykorzystywany do 

analiz w przypadku konieczności przeprowadzenia specjalistycznych 

ekspertyz. 

51

4.5 Produkty uskoków wiatru typu SHEAR 

4.5.1 Produkty typu SHEAR 

Produkty typu SHEAR generowane są z danych o rozkładzie prędkości radialnej v r 

[m/s] (przekrojów stożkowych typu PPI(V)) i wyliczane są jako różnica prędkości radialnych 

między sąsiednimi punktami podzielona przez „odległość” między nimi: 

SHEAR 

v 

l 

2 1 

[m/s/km] 

2 

v 

l 

1 

Możliwe są do wygenerowania następujące niezależne obrazy składowych dla gradientu: 

radialny, azymutalny i elewacyjny. W zależności od wyboru może być obliczany 

i prezentowany obraz wartości tylko dla jednej składowej gradientu. Są one jakby produktami 

pośrednimi (półproduktami) obliczanymi w celu wyliczenia produktów SHEAR 

kombinowanych. Jednostką SHEAR jest [m/s/km]. 

Radial SHEAR 

vr 

RS 

r 

Obliczana jest składowa radialna gradientu 

z prędkości radialnej v r , na określonej 

powierzchni elewacji PPI. 

Azimuth SHEAR 

v 

AS 

r 

r 

a 

Obliczana jest wartość gradientu z prędkości 

radialnej v r w kierunku zmiany azymutu w 

trakcie obrotu anteny. 

52

Elevation SHEAR 

v 

ES 

r 

r 

e 

Dla obliczenia pochodnej rozpatrywana jest 

wartość prędkości radialnej z elewacji bieżącej 

i poprzedniej - niższej (jeśli istnieje) oraz 

następnej - wyższej elewacji (jeśli istnieje). 

gdzie : 

r, r a , r e - odpowiednio współrzędne wzdłuż kierunku: radialnego, azymutalnego 

i elewacyjnego, 

v r 

- pochodna z prędkości radialnej policzona przy pomocy regresji liniowej dla kilku 

r ... 

pomiarów v r w obrębie przedziałów, których wielkość ustalamy wzdłuż kierunków: 

r, r a , lub r e . 

Podsumowanie 

Składowa radialna gradientu (radial shear) wykorzystywana jest do 

wykrywania obszarów zbieżności i rozbieżności. 

Składowa azymutalna gradientu (azimuth shear) jest dobrym wskaźnikiem 

rotacji: zgodnej z ruchem wskazówek zegara (wartość ujemna) lub przeciwnej 

do ruchu wskazówek zegara (wartość dodatnia). 

Produkty generowane są dla powierzchni stożkowych (PPI) mają więc 

wszystkie wady produktów opartych o ten algorytm (patrz rozdz. 4.1). 

Wymagają wysokiej jakości danych o prędkości radialnej. Zaburzenia danych 

o prędkości mogą powodować generowanie silnych wartości gradientów 

(generowanie fałszywych alarmów). 

Przydatność 

produktu 

Przydatny do detekcji drobnoskalowych obszarów zbieżności/rozbieżności 

rotacji: cyrkulacji cyklonalnych i antycyklonalnych. Pamiętajmy jednak, że są 

także produkty bardziej zaawansowane jak np. SWI do wykrywania tych 

obszarów. Generują one mniej fałszywych alarmów gdyż biorą pod uwagę 

więcej charakterystyk pola wiatru. 

53

4.5.2 Poziomy gradient wiatru – HSHEAR (Horizontal Shear) 

Produkt HSHEAR jest obrazem zmiany prędkości radialnej na płaszczyźnie poziomej 

w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej, na zadanej wysokości uwzględniającej 

krzywiznę ziemi. Wartości uskoku poziomego podawane są w jednostkach [m/s/km]. 

Przykładowy produkt typu 

HSHEAR wygenerowane dla 

wysokości 2 km 

Produkt HSHEAR wyprowadzany jest z rozkładu prędkości radialnych na stałej wysokości 

nad poziomem morza uśrednianych zgodnie z algorytmem typu CAPPI (patrz rozdział 1.4). 

Następnie obliczany jako pierwiastek z sumy kwadratów składowych gradientu w kierunku x 

i y: 

vr 

HSHEAR 

x 

2 

 

 

 

vr 

 

y 

2 

 

 

 

na podstawie oszacowania zmiany prędkości wiatru w kierunku północ - południe (w 

kierunku osi x) oraz wschód - zachód (w kierunku osi y) w warstwie poziomej CAPPI(V). 

Podsumowanie 

Wynik produktu jest zbliżony do kombinacji dwóch produktów: gradientu 

radialnego (radial shear) oraz gradientu azymutalnego (azimuth shear). 

Jednak analiza w tym przypadku wykonywana jest dla określonej warstwy 

o stałej wysokości nad poziomem morza co umożliwia wykorzystanie jej do 

wyliczenia poziomego uskoku wiatru. 

54

Wymagają wysokiej jakości danych o prędkości radialnej. 

Mały zasięg produktu dla niższych warstw atmosfery (poniżej 2 km). 

Zaburzenia danych o prędkości mogą powodować generowanie silnych 

gradientów prędkości skutkiem czego powstawać może niebezpieczeństwo 

fałszywych alarmów. 

Przydatność 

produktu 

Wykorzystywany jest do obserwacji horyzontalnego gradientu wiatru co 

oznacza, że umożliwia wykrywanie poziomego uskoku wiatru w warstwie na 

stałej wysokości nad poziomem morza. 

Produkt przydatny do obserwacji zjawisk ekstremalnych typu wiatrowego. 

Bardzo przydatny dla lotnictwa do wspomagania decyzji wymagających 

znajomości wartości poziomego uskoku wiatru na określonych wysokościach 

np. tras lotniczych. 

4.5.3 Pionowy uskok wiatru – VSHEAR (Vertical Shear) 

Produkt VSHEAR jest obrazem zmiany radialnej prędkości wiatru pomiędzy dwoma 

ściśle określonymi warstwami atmosfery. Jednostką uskoku pionowego jest [m/s/km]. 

Przykład produktu 

VSHEAR – uskok 

pionowy wiatru 

określony pomiędzy 

warstwami 1-3km. 

VSHEAR 

v 

top 

 

v 

bottom 

odleglosc 

gdzie: 

v 

top 

- prędkości w górnej warstwie, 

v 

botom 

- prędkości w dolnej warstwie, 

odleglosc - odległość między warstwami. 

Wartości VSHEAR są obliczane jako absolutna różnica prędkości radialnych 

pomiędzy sąsiadującymi w pionie komórkami z dwu warstw, wyznaczonych według 

algorytmu typu CAPPI(V), podzielona przez odległość tych komórek. 

55

Podsumowanie 

Produkt obliczany na podstawie danych o rozkładzie prędkości radialnych na 

określonych wysokościach w celu umożliwienia określania pionowego uskoku 

wiatru dla sąsiadujących w pionie komórek. 

Gdy warstwa, w obrębie której jest wyliczany uskok pionowy jest dość 

„cienka” to tym produkt jest lepszej jakości (lepiej odpowiada temu czego po 

jego nazwie oczekujemy). 

Wymaga wysokiej jakości danych o prędkości radialnej. 

Zaburzenia danych o prędkości mogą powodować generowanie silnych 

gradientów prędkości skutkiem czego powstawać może niebezpieczeństwo 

fałszywych alarmów. 

Ograniczony zasięg produktu: dla niższych warstw atmosfery bardzo mały 

zasięg. 

Przydatność 

produktu 

Wykorzystywany do detekcji gwałtownych zmian wiatru pomiędzy 

określonymi warstwami atmosfery. 

Produkt przydatny do obserwacji zjawisk ekstremalnych typu wiatrowego. 

Bardzo przydatny dla lotnictwa do wspomagania decyzji wymagających 

znajomości wartości pionowego uskoku wiatru na określonych wysokościach 

np. trasach korytarzy lotniczych. 

4.6 Turbulencje – LTB (Layer Turbulence) 

Produkt LTB jest obrazem turbulencji pomiędzy dwoma określonymi warstwami 

atmosfery. Jego wartości wyrażone są w [m/s]. 

Pole rozkładu wartości 

turbulencji dla warstwy 

od 1 do 3 km 

wyświetlone dla zakresu 

wartości od 0.1 do 6 m/s. 

Height - przedział wysokości, dla których prowadzona jest analiza danych i generowany jest 

produkt, określana jest przez wysokość dolnej i górnej warstwy n.p.m. 

56

Podsumowanie 

Produkt daje możliwość analizy danych o rozkładzie szerokości widmowej (W) 

pomiędzy dwoma dowolnie wybranymi warstwami atmosfery typu CAPPI (o 

stałej wysokości nad poziomem morza) dzięki czemu może być wykorzystany 

do obserwacji turbulencji pomiędzy nimi. 

Wymaga wysokiej jakości danych o rozkładzie szerokości widma prędkości 

radialnych. 

Przydatność 

produktu 

Szczególnie przydatny dla lotnictwa do detekcji turbulencji na różnych 

wysokościach np. tras lotniczych. 

Wykorzystywany do analizy zjawisk ekstremalnych w celu określenia 

intensywności ruchu hydrometeorów w zlokalizowanej strukturze 

meteorologicznej. 

57

5. Produkty analizy groźnych zjawisk 

5.1 Wskaźnik groźnych zjawisk – SWI (Severe Weather Indicator) 

Produkt SWI jest produktem analitycznym, gdzie analizie poddawane są 

trójwymiarowe dane radarowe, pozyskane ze skanowania dopplerowskiego celem wykrycia 

obszarów potencjalnie zagrożonych wystąpieniem groźnych zjawisk. Produkt wyznacza 

(sygnalizuje wystąpienie): 

• obszary intensywnych opadów i rdzeni struktur burzowych, 

• obszary gdzie możliwe jest zlokalizowanie mezocyklonow i mezo-antycyklonów, 

• obszary rozbieżności i zbieżności (dywergencji, konwergencji), 

• obszary zjawisk typu microburst. 

W momencie zidentyfikowania wymienionych zjawisk są one zobrazowane na produkcie 

SWI w odpowiednim obszarze, w postaci specjalnych znaczników. 

Dla lepszego 

wyodrębnienia 

struktur burzowych 

zaznaczono je 

kolorem bordowym 

(na produkcie 

generowanym 

operacyjnie jest to 

kolor czerwony). 

Przykładowy produkt SWI z dnia 20080815 godz. 14:54 z rozwiniętą legendą typu Layer w 

celu pokazania zjawisk wygenerowanych na produkcie SWI. 

58

Zidentyfikowane zjawiska wyświetlane są w postaci symboli, wycentrowanych na punktach, 

które podane są jako ich współrzędne geograficzne. Średnica symbolu odzwierciedla wielkość 

zjawiska. W trakcie operacyjnej pracy systemu bardziej szczegółowe informacje dotyczące 

charakterystyk groźnych zjawisk mogą być, w każdej chwili, wyświetlane na ekranie 

monitora w okienku pomocniczym. 

Zjawiska możliwe do zdiagnozowania przez produkt SWI pozyskiwane są w kilku 

krokach. Wykrywanie ich rozpoczyna się od rozpoznania obszarów występowania struktur 

burzowych, następnie mezocyklonów i obszarów zbieżności/rozbieżności. Końcowym 

etapem analiz jest rozpoznanie zjawiska typu mikroburst. Rozpoznanie tych zjawisk, 

wykonywane jest niezależnie i prezentowane może być jako oddzielne produkty. W systemie 

POLRAD są jednak operacyjnie obrazowane na jednym sumarycznym produkcie (SWI). 

Zjawiska rozpoznawane przez produkt SWI wyświetlone jako niezależne produkty: 

intensywny opad SSA (Storm Structure Analyses), dywergencja/konwergencja VERG 

(Con/di-vergence detection) 

Wykrywanie obszarów komórek konwekcyjnych z intensywnym opadem i rdzeni 

struktur burzowych. 

System opadowy 

Rdzeń opadowy 

Każda ze zidentyfikowanych struktur systemu opadowego, 

zaznaczona jest na mapie produktu ciągłą linią (czerwoną) 

i opisana w pliku produktu. 

Żółtą linią zakreślone są obszary o najintensywniejszych 

opadach jako rdzeń danej komórki burzowej. 

59

W celu zlokalizowania trójwymiarowych, konwekcyjnych komórek burzowych, 

wszystkie dane o odbiciowości, przekraczające zadany próg, są łączone w trójwymiarowe 

segmenty celem określenia obszarów występowania komórek konwekcyjnych i ich rdzeni 

(centrów komórek konwekcyjnych o dużej odbiciowości), które mogą być źródłem 

intensywnego opadu deszczu lub gradu. 

Analiza struktur mezo- i antycyklonalnych 

Mezocyklon 

Anty-mezocyklon 

Zidentyfikowane mezocyklony wyświetlane są na mapie 

produktu SWI w postaci symboli. Średnica symbolu 

odzwierciedla rozmiar MC. Dla wyliczonych charakterystyk 

możliwe jest wyświetlenie mezocylonów o rotacji 

cyklonalnej jak i antycyklonalnej. 

W przypadku produktu SWI algorytm lokalizujący obszary wystąpienia mezocyklonów 

analizuje dane wiatrowe zebrane z kolejnych elewacji, w trakcie skanowania 

dopplerowskiego, pod kątem wykrywania wirów. W przypadku zidentyfikowania wirów 

analizowane są sąsiednie warstwy w poszukiwaniu spełnienia warunków wg. określonych 

wzorców mezocyklonów. Następnie wykonywane jest porównanie czy zidentyfikowane wiry 

spełniają założenia odpowiadające warunkom mezocyklonu. Decyzja w jakim obszarze jest 

mezocyklon, podejmowana jest na podstawie wielu parametrów, które należy dobierać 

indywidualnie dla każdej lokalizacji radaru. 

Wykrywanie obszarów zbieżności i rozbieżności 

Konwergencja - zbieżność 

Dywergencja - rozbieżność 

W celu wykrycia zbieżności/rozbieżności analizowane są 

trójwymiarowe dane o prędkości radialnej w układzie 

współrzędnych sferycznych. W trakcie analiz poszukiwane 

są obszary pojawienia się struktur, spełniających założenia 

zastosowanych w algorytmie wzorców, określających 

wystąpienie rozbieżności lub zbieżności. 

60

Wykrywanie zjawisk typu mikroburst 

Mikroburst 

Prekursor Mikroburst 

Zjawisko mikroburst charakteryzuje się powstaniem na małym 

obszarze silnej rozbieżności wiatru blisko powierzchni ziemi, 

najczęściej związane z burzami. W trakcie jego „poszukiwania” 

prowadzona jest szczegółowa analiza danych radarowych pod 

kątem odbiciowości (poszukiwanie pewnych cech 

charakterystycznych dla burz), sprawdzane są dane o prędkości w 

poszukiwaniu oznak rozbieżności/zbieżności. 

Podsumowanie 

Automatyczne wykrywanie i analiza groźnych zjawisk. Produkt SWI może 

być wyświetlany jako nakładka łączona z innymi produktami. 

Prowadzenie analiz rozpoznawania zjawisk możliwe tylko w zasięgu do 125 

km od radaru. 

Jakość danych o prędkości radialnej powinna być możliwie wysoka. 

Zaburzenia danych o prędkości skutkują generowaniem silnych gradientów 

prędkości, a w konsekwencji generowanie rozpoznawania zjawisk, które 

w rzeczywistości nie miały miejsca (fałszywe alarmy). 

Przydatność 

produktu 

Użyteczny produkt do zautomatyzowanego wykrywania i analizy groźnych 

zjawisk zarówno typu opadowego jak i wiatrowego. 

Bardzo przydatny do badań zjawisk ekstremalnych (wykonywania ich 

charakterystyk) oraz badań związanych z cyklem życia komórek burzowych. 

61

5.2 Prawdopodobieństwo wystąpienia gradu – ZHAIL (Hail Detection) 

Produkt ZHAIL określa procentowe prawdopodobieństwo wystąpienia gradu, na danym 

obszarze, bazując na danych o odbiciowości (pozyskanych z radarów pojedynczej polaryzacji 

fali) i danych synoptycznych. 

Przykład produktu obrazującego 

prawdopodobieństwo wystąpienia 

gradu ZHAIL 

MinZ - minimalna odbiciowość w [dBZ], przy której może pojawić się grad 

H0 - wartość izotermy zero w [km] 

H Hail - minimalna wielkość warstwy w [km] pomiędzy wysokością izotermy zero, a 

wysokością wierzchołków ech określonych wg. zdefiniowanego progu odbiciowości 

Podsumowanie 

Umożliwia wyznaczanie prawdopodobieństwa wystąpienia gradu nad 

określonym obszarem. 

Standardowy algorytm do wykrywania gradu analizuje jedynie maksymalną 

odbiciowość w kolumnie pionowej, co daje wysokie prawdopodobieństwo 

fałszywych alarmów. W przypadku produktu ZHAIL brane są pod uwagę 

zarówno wysokość warstwy zamarzania jak i grubość warstwy silnej 

odbiciowości ponad nią, które to czynniki mają istotny wpływ na algorytm. 

Przewartościowanie wysokości ech zredukowano poprzez rozważanie efektu 

rozszerzania się wiązki radarowej wraz ze wzrostem odległości od radaru. 

Konieczność wprowadzania dodatkowych parametrów meteorologicznych, nie 

zawsze możliwych do pozyskania z danego obszaru powoduje niemożność 

generowania wartości produktu o odpowiedniej jakości przez radary 

z pojedynczą polaryzacja fali elektromagnetycznej. 

Ograniczony zasięg produktu do ok. 125 km od radaru związany między 

innymi z tzw. horyzontem radarowym (wraz ze wzrostem odległości od radaru 

wartość prawdopodobieństwa wykrywania gradu maleje). W dalszych 

odległościach skutkuje większymi wartościami FAR. 

Przydatność 

produktu 

Użyteczny produkt dla automatycznego wykrywania gradu, szczególnie jeżeli 

dostępne są jedynie dane o odbiciowości z pojedynczej polaryzacji. Najlepszy, 

gdy znana jest aktualna wysokość warstwy zamarzania. 

62

6. Produkty prognostyczne 

6.1 Śledzenie pól opadowych - RTR (Rain Tracking) 

Produkt RTR automatycznie śledzi i prognozuje pola opadu zlokalizowanych struktur 

meteorologicznych. Jest wynikiem analiz danych o odbiciowości i prędkości radialnej. Celem 

tych analiz jest identyfikacja pól opadowych i określenie kierunku oraz prędkości 

przemieszczania się pól opadowych. 


RTR. Prognoza opadu z 

wyprzedzeniem na 30 min. 

(opcja Data = +30:00 

min). 

Alg Type - wybór algorytmu śledzenia wg. algorytmu używanego dla CTR lub VVP 

Data - czas wyprzedzenia prognozy podawany na każdej opcjonalnie wyświetlanej mapie 

produktu 

Produkt RTR składa się z kilku różnych warstw danych - map wyjściowych. Na produkcie 

głównym mogą być one prezentowane (opcjonalnie) jako mapy obrazujące: 

- bieżące natężenie opadu - aktualny opad wyliczany na podstawie aktualnych danych typu 

CAPPI lub SRI, 

- średnie natężenie wcześniejszego opadu, 

- krótkoterminowa prognoza akumulacji opadu, 

- krótkoterminowa prognoza natężenia opadu. 

63

Data: + 30:00 min. (current + time step / 

bieżące + krok czasowy) 

Spodziewana pozycja i natężenie opadu w 

bliskiej przyszłości, jako krótkoterminowa 

prognoza natężenia opadu z wyprzedzeniem 

czasowym na: 

▪ 30 minut 

Data: Pac + 30:00 min. (PAC+forecast time/ 

suma opadu + czas wyprzedzenia) 

Oczekiwana suma opadu dla określonego 

czasu wyprzedzenia, jako krótkoterminowa 

prognoza sumy opadu z wyprzedzeniem na: 

▪ 10 minut, 

▪ 20 minut, 

▪ 30 minut (na przykładzie). 

Podsumowanie 

Istnieje możliwość wykorzystania produktu RTR jako danych wejściowych 

dla produktu PAC. Takie rozwiązanie gwarantuje uzyskanie lepszych 

wyników akumulacji opadu ponieważ komórka opadowa jest interpolowana 

pomiędzy kolejnymi cyklami obserwacji. 

Rezultaty prognozy RTR zależą od jakości wyników analizy wektora 

przesunięcia. 

Przydatność 

produktu 

Użyteczny produkt do zautomatyzowanego śledzenia i prognozowania pól 

opadu. 

64

6.2 Śledzenie komórek burzowych - CTR (Cell Centroid Tracking) 

Produkt CTR identyfikuje w zlokalizowanej strukturze meteorologicznej komórki 

burzowe, śledzi je i prognozuje kierunek ich przemieszczania się. Procesy te zobrazowane są 

na produkcie w postaci naniesionych konturów komórek: starych, aktualnych, 

prognozowanych. 


CTR z wyświetlonym 

oknem opisującym 

prognozowaną komórkę 

burzową. Prognoza z 

wyprzedzeniem na 20 

minut. 

Podsumowanie 

Automatycznie wykrywa i śledzi kontury i środki ciężkości komórek 

burzowych. 

Może być wyświetlany jako nakładka na inne produkty. 

Wyniki prognozy, podawanej przez produkt CTR, są najlepsze dla 

odizolowanych komórek konwekcyjnych. Parametry wykorzystywanego 

algorytmu do wyliczenia wartości produktu powinny być dostosowane do 

lokalnych warunków klimatycznych. 

Prognozowanie komórek jest zdeterminowane także wewnętrznymi procesami 

zachodzącymi w komórce: zmianami kształtu oraz ograniczonym czasem 

życia komórki burzowej, a to nie jest uwzględniane przez algorytm. 

Przydatność 

produktu 

Produkt szczególnie użyteczny dla ośrodków zajmujących się 

prognozowaniem ultra-krótkoterminowym. 

Przydatny do zautomatyzowanego wykrywania i śledzenia komórek 

konwekcyjnych o charakterze burzowym. 

65

7. Rozpoznawanie zjawisk w oparciu o produkty radarowe 

7.1 Wykorzystanie pomiarów z podwójną polaryzacją 

Pozyskane dane radarowe z pomiaru falami o podwójnej polaryzacji (patrz rozdział 

1.3) są wykorzystane do analizy mikrofizycznych właściwości hydrometeorów tworzących 

zlokalizowaną strukturę meteorologiczną. Jednym z efektów tych analiz jest możliwość 

rozpoznania typu opadu z nich powstającego oraz wydzielenie struktur nie 


W celu pozyskania danych o jak najlepszej jakości zebrane dane poddawane są 

procesom wstępnego przetwarzania (preprocessing), który zmierza do korekcji niedostatków 

pomiaru (niektórych błędów pomiaru) wynikających z możliwych (ograniczonych) na dzień 

dzisiejszy technik pomiaru radarowego. Jest to ważny krok w procesie eksploracji danych. 

Ma szczególne zastosowanie do analizy zgromadzonych danych surowych pochodzących z 

bezpośredniego pomiaru (danych we współrzędnych sferycznych). Przetwarzanie nie 

skorygowanych danych, może dawać często błędne wyniki, które są rezultatem różnego 

rodzaju czynników wpływających na pomiar radarowy. Aby otrzymać dane dobrej jakości, 

przed uruchomieniem procesu analizy danych zmierzającej do pozyskania określonych 

produktów, dane poddawane są procesom preprocessing’u. Wstępne przetwarzanie obejmuje 

„czyszczenie” danych, ich ekstrakcję i selekcję pomiarów odstających od wartości progowych 

według ściśle zadanych algorytmów. Bazując na danych surowych: poszukiwane jest jasne 

pasmo i wykonywana korekta na pionowy profil odbiciowości, prowadzona jest korekta na 

tłumienie przez komórki o silnej odbiciowości na trasie sygnału, usuwanie wartości odstające 

od zadanych itp. 

Porównując produkty radarowe wygenerowane w oparciu o korektę danych typu 3D 

z wykorzystaniem procesów preprocessing’u i bez korekty, możemy potwierdzić zalety tych 

procesów. 

66

Mapa produktu MAX policzona z pomiarów bez 

korekcji sygnału radarowego. 

Mapa produktu MAX z tego samego 

terminu, ale policzona z wykorzystaniem 

procesów preprocessing’u. 

Na produkcie wykonanym w oparciu o dane „nie skorygowane”, na azymucie ok. 280 -290 

stopni występuje tłumienie (pochłanianie) sygnału wywołane przesłanianiem wiązki 

radarowej przez komórki o silnej odbiciowości. 

Zobrazowanie centralnej części produktu MAX(dBZ) przed i po procesach preprocessing’u. 

Wygenerowany produkt w oparciu o dane poddane procesom preprocesing’u potwierdza 

korektę tłumienia (między innymi) sygnału radarowego wzdłuż trasy propagacji. 

7.2 Rozpoznanie typu opadu – CAPPI(ET) i RHI(ET) (Echo and Hydrometeor 

Classification) 

W momencie zainstalowania w Polsce pierwszego radaru o podwójnej polaryzacji 

(Pastewnik) uruchomiono liczenie produktów w oparciu o dane pozyskane z tego radaru. 

Jednym z celów pomiaru polarymetrycznego jest szukanie możliwości i dążenie do 

rozpoznania typu opadu (rodzaju hydrometeorów w zlokalizowanej strukturze). Produktem 

takim w przypadku sieci radarów meteorologicznych POLRAD jest produkt CAPPI(ET), 

który może być wykonywany z zastosowaniem algorytmów sieci amerykańskiej NEXRAD, z 

wykorzystaniem metodyk rozpoznania typu hydrometeorów opartych na algorytmach dla 

67

obszaru australijskiego albo algorytmu opracowanego przez badaczy francuskich. Algorytmy 

rozpoznania typu opadów różnią się zasadniczo. W przypadku algorytmu australijskiego daje 

on możliwość rozpoznania dużej gamy hydrometeorów, którą dla polskiej strefy klimatycznej 

należałoby zmodyfikować. W oparciu o dane z pomiaru falą spolaryzowaną poziomo i 

pionowo algorytm „australijski”, dla prezentowanego niżej terminu obserwacji, rozpoznaje 

następujące zjawiska: 

- mieszanina gradu z deszczem 

- duży mokry grad 

- mały mokry grad 

- mokra krupa śnieżna 

- sucha krupa śnieżna 

- mokry śnieg 

- silny suchy śnieg 

- słaby suchy śnieg 

- deszcz 

- mżawka 

- obiekty biologiczne 

- zakłócenia 

- echa niesklasyfikowane 

- brak danych 

Natomiast zjawiska rozpoznawane przez algorytm „francuski” to: 

- mieszanina gradu z deszczem 

- duże krople opadowe 

- silny opad 

- średni opad 

- słaby opad 

- obiekty biologiczne, 

- zakłócenia 

- echa nie sklasyfikowane 

- brak danych 

68

. 

a) Produkt MAX 

b) Produkt RHI po odbiciowości 

Przykładowy produkt pomiaru maksymalnych odbiciowości i produkt przekroju 

pionowego typu RHI wykonanego wzdłuż azymutu 270 stopni z uwzględnieniem procesów 

preprocessing’u. 

Zobrazowanie przekroju pionowego typu 

hydrometeorów RHI(ET) rozpoznanych w 

zlokalizowanej strukturze meteorologicznej 

wzdłuż wykonanego przekroju. 

7.3 Możliwości rozpoznawania zjawisk w oparciu o produkty z radarów pracujących 

z pojedynczą polaryzacją fali 

Opad 

Produkty radarowe umożliwiają bardzo dokładny monitoring opadu. Pozwalają na 

określanie momentu jego pojawienia się oraz tendencji zmian, w czasie rzeczywistym, 

zarówno w przypadku gwałtownych, nawalnych jak i słabych opadów towarzyszących każdej 

porze roku. Mamy tu do dyspozycji wiele, zróżnicowanych produktów. 

Podstawowym produktem obrazującym natężenie opadu jest SRI. W oparciu o ten produkt 

tworzona jest mapa PAC godzinnych sum opadów, kilkugodzinnych sum opadu i dobowej 

sumy opadów. Natomiast ilość opadu potencjalnego, który w danym momencie jest 

oszacowany w zlokalizowanym obiekcie można ocenić w oparciu o produkt VIL. Cały obszar 

69

zagrożony wystąpieniem opadu pokażą nam na produkty typu MAX(dBZ) lub CMAX(dBZ). 

Analizę rozkładu intensywności zjawiska opadowego, dla określonej wysokości n.p.m. nad 

danym obszarem można prowadzić na produkcie CAPPI(dBZ). W zależności od potrzeb 

informacja o obszarach intensywnych opadaów może być wydzielona na produkcie typu SWI 

wraz z wyróżnieniem rdzenia opadowego (obszaru o najintensywniejszym opadzie - core) w 

przypadku szczególnie niebezpiecznych struktur opadowych. Dodatkową zaletą tego produktu 

jest możliwość przybliżonego oszacowania objętości struktury opadowej w [m 3 ] i ilości wody 

w niej zawartej wyrażonej w [tonach], czyli tego co w najbliższym czasie może, pod postacią 

opadu, pojawić się na powierzchni ziemi. 

W przypadku meteorologii radarowej gorzej przedstawia się sytuacja jeśli chodzi 

o monitorowanie słabych opadów typu mżawka. Pomimo, ze najmniejsza średnica kropel 

jakie mogą być wykrywane przez radar, to około 0,1 mm, to ich identyfikacja przez radar 

ograniczona jest przez tzw. horyzont radarowy i efekt zwany „przestrzeleniem chmury” 

(Moszkowicz, Tuszyńska, 2003). Jeszcze gorzej przedstawia się sytuacja z rozpoznawaniem 

mgły (składają się na nią zbyt małe drobiny hydrometeorów zawieszone tuż nad powierzchnią 

ziemi) czy gołoledzi, która niekiedy może być wynikiem zamarzania przechłodzonej mżawki 

na powierzchni ziemi. 

Burze 

Radar nie jest w stanie wykryć wyładowania atmosferycznego, które jest 

podstawowym zjawiskiem towarzyszącym burzy. Jednakże istnieje możliwość pośredniego (z 

pewnym prawdopodobieństwem) rozpoznawania burzy. 

W przypadku burz istnieje możliwość monitorowania ich rozwoju w całym obszarze pomiaru 

radarowego (skanu klasycznego – opadowego) na produktach hydrologicznych takich jak: 

SRI, PAC, VIL informujących o intensywności opadu i jego rozwoju nad danym obszarem. 

Podstawową informację o potencjalnych możliwościach pojawienia się i cyklu życia struktur 

burzowych można pozyskać już z produktów, generowanych z odbiciowości radarowej, typu: 

CAPPI(dBZ), MAX(dBZ) i EHT. Wydzielenie rdzeni struktur burzowych, w momencie 

najintensywniejszego ich rozwoju (Evans, J. E., Weber, M. E., 2000), dla sytuacji rozwiniętej 

konwekcji, można wykonać wykorzystując do tego celu produkt SWI, a do wyznaczenia 

obszarów narażonych na wystąpienie gradu produkt ZHAIL, który określa 

prawdopodobieństwo wystąpienia gradu w obszarze zlokalizowanej struktury. 

Analizę szczególnie niebezpiecznych struktur burzowych (opadowych) można wzbogacić 

poprzez obserwacje ich rozwoju na produktach dodatkowych takich jak: 

- przekroje pionowe: VCUT i MLVCUT dla obszarów szczególnie zagrożonych, 

70

- obrazy odbiciowości radarowej CAPPI(dBZ) na dodatkowych (różnych) wysokościach, 

- CMAX(dBZ), przy pomocy którego możemy określić obszar o najintensywniejszej skali 

zjawiska, 

- MAX(dBZ), który zobrazuje nam dodatkowo intensywność zjawiska w całej rozciągłości 

pionowej lub dla zadanego przedziału wysokości. 

W przypadku burz szczególnie przydatna może okazać się informacja jaką daje produkt 

EHT Echo Top w połączeniu z analizą odbiciowości na wysokości w zakresie od 5 do 8 km. 

Do śledzenia i określania kierunku przemieszczania się struktur burzowych i ich prędkości 

służyć może produkt CTR lub MAX(V), CMAX(V) - dla warstwy najniższej możliwej do 

wyznaczenia z danych pochodzących ze skanowania dopplerowskiego. 

Grad 

Zjawisko to najczęściej towarzyszy obszarom występowania burz. Ze względu na jego 

dużą szkodliwość dla różnych gałęzi gospodarki i społeczeństwa bardzo cenna jest 

jakakolwiek możliwość monitorowania obszarów narażonych na jego wystąpienie. Do jego 

identyfikacji (z pewnymi ograniczeniami) można wykorzystać, wspomniany wyżej, produkt 

ZHAIL (prawdopodobieństwo wystąpienia gradu). Informację w nim zawartą można 

wspomóc łączoną analizą produktów typu: MAX(dBZ) i EHT. 

Wiatr 

Pomimo poważnego ograniczenia jakim jest pomiar wiatru tylko w obszarach stref 

opadowych w przypadku radarów dopplerowskich, które pracują w sieci POLRAD tkwią 

duże możliwości, co do określania obszarów silnych wiatrów (przekraczających 17 m/s) oraz 

porywów wiatru (powyżej 5 m/s w ciągu 10 minut). Poza określaniem siły wiatru istnieje 

możliwość określania jego kierunku w formie tradycyjnych meteorologicznych strzałek 

wiatru. Podstawowym produktem obrazującym rozkład poziomy wiatru na określonej 

wysokości n.p.m. jest produkt HWIND. Praktycznie powinien być wykorzystywany do 

monitorowania wszystkich zjawisk typu wiatrowego. 

Dywergencja, konwergencja 

Z rozwojem struktur konwekcyjnych związane są najczęściej intensywne procesy 

przemieszczania się hydrometeorów w ich obrębie. Do oceny intensywności tych procesów 

wykorzystać można (poza innymi produktami) przede wszystkim produkt SWI. Umożliwia 

on pozyskanie informacji o aktywności procesów atmosferycznych, które mogą towarzyszyć 

silnej konwekcji i strukturom burzowym. Pozwala na identyfikację obszarów: lokalnej 

dywergencji i konwergencji, wystąpienia zjawisk typu mikroburst oraz zwiastunów 

mikroburst, struktur anty- i cyklonalnych. Produkt ten, poza możliwością identyfikacji 

71

wymienionych zjawisk, generuje ich charakterystyki z podaniem wartości wielu parametrów 

meteorologicznych, określa lokalizację, oszacowuje wysokości, na których mogły wystąpić. 

Należy jednak zaznaczyć, że analizy prowadzone są tylko w obszarze struktury opadowej, 

jaka możliwa jest do zidentyfikowania przez pomiar dopplerowski. 

Wiry i trąby powietrzne 

Poza produktem SWI określającym obszary potencjalnie zagrożone wystąpieniem 

cyrkulacji cyklonalnych i antycyklonalnych, dla szczególnie ekstremalnych sytuacji, kiedy 

możliwe jest pojawienie się trąb powietrznych, analizę zjawisk/procesów można uzupełnić 

wykorzystując dodatkowo produkty dopplerowskie typu PCAPPI(V) i CMAX(V) - do pewnej 

wysokości (maksymalnie 5-7 km) oraz PCAPPI(W) lub MAX(W) (Kożuchowski, 1998). 

Ponadto w przypadku wygenerowania przez produkt SWI symboli struktur cyklonalnych 

połączenie tej informacji z wymienionymi produktami może ustrzec przed ewentualni 

błędami, wynikającymi z algorytmu rozpoznania struktur cyklonalnych lub błędnego pomiaru 

radarowego (J.Szturc, 2009). 

Zaadoptowany w sieci POLRAD algorytm detekcji mezocyklonów opracowany został 

w 1985 roku dla sieci radarowej NEXRAD (Instruction Manual –Rainbow ® , 2007) 

Należy tutaj zaznaczyć, że produkt SWI jest tzw. produktem nakładkowym co 

oznacza, że produkt SWI może być wyświetlany (narysowany) na danych wygenerowanych 

przez inne produkty. Na przykład nałożenie na produkt SRI lub VIL (w zasięgu do 125 km) 

produktu SWI, pozwoli na jednoczesną analizę intensywności zjawisk wiatrowych w 

powiązaniu z intensywnością opadu na danym obszarze. 

Jako, że trąby powietrzne są zjawiskami bardzo trudnymi do zidentyfikowania, z powodu ich 

krótkiego cyklu życia, konieczne jest jednoczesne prowadzenie intensywnego monitoringu 

całokształtu sytuacji meteorologicznej na tradycyjnych produktach radarowych: CAPPI(dBZ), 

SRI, MAX i specjalistycznych typu: CAPPI(V), MAX(W). 

Uskoki wiatru 

Do analizy obszarów wystąpienia uskoków wiatru wykorzystywane mogą być 

produkty typu SHEAR. Do określenia obszarów występowania poziomego uskoku wiatru 

wykorzystywany jest produkt HSHEAR, a pionowego VSHEAR. W przypadku oceny 

uskoków wiatru w warstwie przyziemnej problemem jest mały zasięg pomiarowy wynikający 

nie tylko z jednoznacznie określonego zasięgu dla skanu dopplerowskiego (125 km od 

radaru). Dodatkowymi ograniczeniami są tutaj: 

- ograniczenie pomiaru radarowego wynikające z techniki pomiaru i tzw. horyzontu 

radarowego, 

72

- możliwości prowadzenia analiz tylko w obszarze pomiaru wg. algorytmu typu CAPPI 

(Moszkowicz, Tuszyńska, 2003), 

- pomiar jedynie w obrębie stref opadowych (z pewnymi wyjątkami), 

- lokalizacja stacji radarowej (jej wysokość n.p.m.). 

Jedynym rozwiązaniem tych problemów jest gęstsza lokalizacja stacji radarowych w sieci 

POLRAD. 

Turbulencje 

Dane o turbulencji pozyskiwane są z radarowego pomiaru rozkładu szerokości widma 

prędkości radialnych. Generowany w oparciu o ten pomiar produkt LTB identyfikuje obszary 

turbulencji w określonej warstwie atmosfery (struktury opadowej). Na dzień dzisiejszy innej 

możliwości analizy wymienionego zjawiska w obszarze eksploatowanych systemów 

teledetekcji nie ma. 

Marznący opad, przymrozki 

Możliwości monitorowania przymrozków w oparciu o dane radarowe praktycznie nie 

ma. Natomiast w przypadku występowania opadów marznących, szczególnie w 

przejściowych porach roku: zima-wiosna, jesień-zima można do ich identyfikacji posłużyć się 

produktami radarowymi. Wymaga to jednak dużego doświadczenia i wiedzy z dziedziny 

meteorologii radarowej. Jest to zagadnienie wybiegające poza zakres niniejszego 

opracowania. 

Najprostszą metodą, w tym wypadku, jest analiza produktu SRI i temperatury przy gruncie 

(około 0 o C) w obszarze występowania opadów. 

Upały – susze 

Wprawdzie pomiar temperatury nie leży w zakresie możliwości radaru jednak brak 

ech radarowych (opadów) w tym wypadku jest bardzo istotną informacją. 

Odnośnie takich zjawisk jak np. susza długofalowa i towarzyszące jej upały, trudno jest 

określić moment, kiedy się skończą. W przypadku danych radarowych pojawienie się 

jakichkolwiek struktur opadowych świadczyć może o ich zakończeniu lub złagodzeniu 

skutków. Radar w tym wypadku jest narzędziem, na którym najszybciej można to zauważyć 

ponieważ produkty typu MAX(dBZ) i CMAX(dBZ) są analizą atmosfery generowaną co 10 

minut. W przypadku mapy zbiorczej typu COMPO_MAX (patrz rozdział następny) mamy 

możliwość ich monitorowania na obszarze całej Polski. 

73

8. Zbiorcza mapa radarowa 

Typy mapy zbiorczej - COMP_CAPPI (Composite Constant Altitude Plan Position 

Indicator) 

Radarowe mapy zbiorcze generowane są, przez różne kraje, w oparciu o różne typy 

produktów, tworzonych przez sieci radarowe tych krajów. 

Sieć POLRAD umożliwia składanie map zbiorczych z wielu produktów. Najczęściej 

wykorzystywane są produkty pochodzące ze skanowania klasycznego, czyli tworzone w 

zasięgu 200 – 250 km od radaru. 

Radar Świdwin Radar Gdańsk 

Radar Legionowo 

Radar Poznań 

Metodyka składania radarowej 

mapy zbiorczej. 

Radar Rzeszów 

Radar Pastewnik 

Radar Ramża 

Radar Brzuchania 

Na dzień dzisiejszy są to następujące produkty radarowe: 

- CAPPI (dBZ) - daje mapę zbiorczą COMPO_CAPPI; [dBZ], 

- MAX (dBZ) - daje mapę zbiorczą COMPO_MAX; [dBZ], 

- SRI (dBR) - daje mapę zbiorczą COMPO_SRI; [mm/h], 

- PAC (dBA) - daje mapę zbiorczą COMPO_PAC; [mm], 

- EHT - daje mapę zbiorczą COMPO_EHT; [km]. 

Zbiorcza mapa radarowa może być także tworzona w oparciu o takie produkty jak np.: 

- VIL (dBA) w przypadku gdy produkt wejściowy generowany jest do zasięgu 200 km od 

radaru – COMPO_VIL; [mm], 

- PPI (dBZ) – COMPO_PPI; [dBZ] 

74

lub w oparciu o produkty wiatrowe typu: 

- HWIND, UWT – COMPO_HWIND, COMPO_UWT; [m/s], 

- CAPPI(V) – COMPO_CAPPI(V); [m/s] 

z obszaru pomiaru dopplerowskiego (zasięg produktów wiatrowych to tylko 125 km od 

radaru). 

W przypadku map generowanych z produktów wiatrowych jest to mapa z lukami informacji, 

wynikającymi ze słabego zagęszczenia sieci radarowej. Warunkiem koniecznym do tworzenia 

kompletnych map z produktów wiatrowych jest gęstsza sieć radarów, zapewniająca pokrycie 

obszaru Polski przez zasięg pomiaru skanowania dopplerowskiego. 

Typ produktu, z którego składana jest mapa zbiorcza decyduje o tym co ona 

prezentuje. Poniżej przykłady podstawowych map zbiorczych generowanych aktualnie w 

sieci POLRAD (stan na początek roku 2011). 

Radarowa mapa zbiorcza 

typu PCAPPI 

Zbiorcza mapa radarowa 

odbiciowości radarowej na 

określonej wysokości n.p.m. Mapa 

generowana w oparciu o produkty 

PCAPPI z wysokości 0,7 km n.p.m. 


typu CMAX 

Zbiorcza mapa radarowa 

maksymalnych 

wartości 

odbiciowości. 

Mapa generowana w oparciu 

o produkty CMAX maksymalnych 

wartości odbiciowości radarowej w 

rzucie na jedną płaszczyznę (w 

układzie x-y) 

75


typu SRI 

Zbiorcza mapa radarowa natężeń 

opadów na określonej wysokości 

nad poziomem terenu. 

Mapa tworzona w oparciu 

o produkty SRI wygenerowane dla 

wysokości 1 km nad powierzchnią 

gruntu. 


typu PAC 

Zbiorcza mapa radarowa sum 

opadów z określonej wysokości nad 

poziomem ziemi. 

Operacyjnie generowana jest mapa 

w oparciu o produkty godzinnych 

sum opadu PAC. 


typu EHT 

Zbiorcza mapa radarowa wysokości 

wierzchołków ech radarowych. 

Mapa generowana w oparciu 

o produkty EHT - wartości 

wysokości wierzchołków ech 

radarowych. 

76

W ramach systemu radarowego POLRAD w trybie pracy operacyjnej oprócz 

godzinnej sumy opadów dla każdego terminu obserwacji (co 10 min = 144 godzinne sumy 

opadów w ciągu doby), liczone są: 

- 6-godzinne sumy opadów, na które składają się informacje o opadzie z 36 obserwacji 

poprzedzających wyliczanie sumy dla następujących terminów: 06:00 UTC, 12:00 UTC, 

18:00 UTC i 00:00 UTC, 

- dobowa suma opadów dla terminu obejmującego dobę hydrologiczną (doba hydrologiczna w 

IMGW liczona jest od godziny 06:10 danego dnia do godziny 06:00 dnia następnego); 

tworzona raz na dobę o godzinie 06:00 UTC. 

Z niektórych produktów (np. SRI, PCAPPI) mogą być także policzone mapy dla różnych 

wysokości nad powierzchnią gruntu (np. SRI) lub nad poziomem morza (np. PCAPPI(dBZ)). 

Mapy zbiorcze są szczególnie przydatne dla każdego użytkownika, praktycznie bez 

względu na branżę jaką reprezentuje, gdyż dają podgląd na aktualna sytuację meteorologiczną 

dla całego obszaru Polski. Analizując, np. przy pomocy animacji, kolejne mapy zbiorcze 

tworzone w odstępach 10-cio minutowych, możemy wyrobić sobie również pogląd o 

przewidywanym rozwoju zdarzeń meteorologicznych. 

W początkowych latach pracy z systemem, testowane były różne algorytmy jeśli 

chodzi o wybór wartości w tym obszarze mapy, gdzie dane pokrywają się. Możliwe jest do 

zastosowania w tym obszarze : uśrednianie wartości, wybór wartości maksymalnych, wybór 

wartości najbliższej radaru itp. 

Obecnie powszechnie udostępniana mapa radarowa na www.pogodynka.pl jest mapą zbiorczą 

składaną w oparciu o analizę danych, której efektem jest wybór maksymalnej wartości z 

obszarów gdzie możliwe jest pozyskiwanie danych z kilku radarów. 

Należy w tym momencie zaznaczyć, że proces liczenia mapy zbiorczej wg zadanych 

algorytmów przebiega w systemie prawidłowo. Jednakże powstałe mapy zbiorcze mogą 

nieraz uwypuklać szereg problemów związanych z specyfiką pomiaru radarowego, dając 

wrażenie błędów łączenia danych lub błędnej informacji. 

77

Wykorzystana dokumentacja i literatura 

Atlas D., The estimation of cloud parameters by radar, J. Meteorol., 11, 1954 . 309 - 317 

Battan L.J., Pogoda, tł.: S. Moszkowicz, PWN, Warszawa,1979 

Battan L.J., Radar observation of the atmosphere, The UNIVERSITY Chicago PRESS, 

Chicago Illinois U.S.A., 1973 

Bringi V. N., Chandrasekar V., Polarimetric Doppler weather radar, Cambridge University 

Press, 2001, s. 64-65 

Campbell S.. D., Use of features aloft n the TWDR microburst recognition algorithm, 24 th 

Conf. Radar Meteorology, Tallahaussee, USA, 1889, s.167-170 

Doppler Weather Radar System 500C – Documentation – File 01-07, Gematronik, Maj 2002 

Doppler Weather Radar System 360AC– Ext.Vendor Manuals – RCP1,RCP2,T/R1, 1996 

Doppler Weather Radar System 1500C – Documentation –j 2002; Gematronik. 

Douglas R.H., Hail size distribution, Proc. 11h Weather radar Conf., 1964, s. 146 - 149 

Doviak R.J., Zrnic D.S., Doppler radar and weather observations, Academic Press, San Diego 

California, 1993 

Evans, J. E., Weber, M. E., Weather Radar Development and Application Programs, Lincoln 

Laboratory Journal, Volume 12, Number 2, 2000, s 367-382 

Instruction Manual – Rainbow ® 5, Part 2, Release 5.18.0,: User Guide, Products & 

Algorithms, File Format SELEX Sistemi Integrati, kwiecień 2007 

Instrukcja skrócona Ravis 1.3, wydanie dokumentu 1.8, , Gematronik, 2001 

Klejnowski R., Atlas pogody, wyd. PASCAL, Bielsko Biała, 2007, s. 63-68 

Kożuchowski K., Atmosfera, klimat, ekoklimat, PWN, Warszawa, 1998 

Korczyk P., Wpływ wody chmurowej na drobnoskalową turbulencję – model laboratoryjny, 

Praca doktorska, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa, 2008 

Kossakowska-Cezak U., Podstawy meteorologii i klimatologii, wyd. Szkoła Wyższa 

Przymierza Rodzin, Warszawa, 2007, s. 84 

Krasowski H., Zasada działania radaru meteorologicznego, poradnik Pilota B-767 

Marshall J.S., Palmer W., The distribution of raindrops with size, J.Meteorol, 5, 1948, s.165 - 

166 

Michelson D., Einfalt T., Holleman I., Gejsten U., Friderich K., Haase G., Lindskog M., 

Jurczyk A., Weather Radar Data Quality In Europe: Quality Control and 

Charakterization, COST 717 Working Dokument WDD_MC_200403_1 

78

Moszkowicz S., Tuszyńska I, 2003. Meteorologia radarowa, Instytut Meteorologii i 

Gospodarki Wodnej, Warszawa, 2003 

Pietrak S., Jasiński J., Kroszczyński K., Badanie pola wiatru dla obszarów morskich na 

podstawie danych teledetekcyjnych i modeli numerycznych, Zeszyty Naukowe AM, 

Szczecin, 13/2008, s.59-64 

Rainbow. Krótki przewodnik, AMS Gematronic, Neuss-Rosellen, Germany, 2005, 

Rainbow. Podręcznik użytkownika, AMS Gematronic, Neuss-Rosellen, Germany, 2005, 

Rainbow. Produkty i algorytmy, AMS Gematronic, Neuss-Rosellen, Germany, 2005, 

Rainbow. Format plików, AMS Gematronic, Neuss-Rosellen, Germany, 2005, 

Retallack B.J., Podstawy meteorologii, skrypt WMO 1984, wyd. IMGW 1991 r., s. 31-37 

Ronald E. Rinehart, Radar for meteorologists, Published by R.E. Rinehart in Grand Forks, 

N.D, 1991 

Szostak Ł., Radary meteorologiczne – interpretacja wskazań, seminarium dyplomowe, 

Politechnika Rzeszowska, 2001/2002 

Tuszyńska I., Wykorzystanie technologii VSAT w sieci radarów meteorologicznych, Instytut 

Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa, 2005 

Waldteufel P., Cobrian H., On the analysis of single Doppler data, J.Appl. Meteorol. 18, 

1979, s. 532-542 

Waldvogel A., Federer B., Grimm P., Criteria fort he detection of hail cells, J.Appl. 

Meteorol., 18, 1979, s. 521-525 

http://pl.wikipedia.org/wiki/Radar 

www.CIMMS.ou.edu, Oklahoma, 2005 

http://pl.wikipedia.org/wiki/Radar 

79

Charakterystyka produktÃ³w radarowych - Instytut Meteorologii i ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?