„Tajemnicze” symetryczne okręgi na mapie radarowej. Jakie zjawisko wywołuje ten efekt?

Między 9, a 12 sierpnia br. przetoczyły się przez Polskę bardzo silne zjawiska atmosferyczne. Był to bez wątpienia jeden z najbardziej burzowych okresów w naszym kraju na przestrzeni ostatnich kilku lat. Świadczą o tym zanotowane setki tysięcy wyładowań, a przede wszystkim tysiące interwencji jednostek Państwowej Straży Pożarnej w tak krótkim czasie.

Przy okazji burz, wielu użytkowników danych radarowych obrazowanych m.in. na mapie zbiorczej IMGW, zauważyło „tajemnicze” okręgi znajdujące się w pobliżu ulokowania radarów meteorologicznych. Mimo, że zjawisko nie jest czymś niezwykłym, to wzbudziło spore zainteresowanie. Sprawdźmy więc, czym jest ono spowodowane?

Zjawisko Bright band – jasne pasmo

Przykładów z charakterystycznymi okręgami nie brakuje. Nie trzeba szukać daleko, weźmy np. dane z 11 sierpnia br. z godz. 21:30. Na skanie widzimy groźną burze związaną ze zjawiskiem Bow echo, wchodzącą nad województwo kujawsko-pomorskie. Zwróćmy jednak uwagę na okręgi widoczne w pobliżu Poznania, gdzie znajduje się radar dopplerowski sieci POLRAD obsługiwanej przez IMGW.

Okręgi, które możemy również nazwać pierścieniami o zwiększającej się średnicy i rosnącym blasku rozciągającym się od centrum radaru, w rzeczywistości nie stanowią rzadkiej lub niezwykłej formy prezentowania opadów. Obraz wynika bowiem z techniki wykorzystywanej przez radar do skanowania atmosfery i prezentowania później pomiaru w formie graficznej. W nomenklaturze meteorologicznej nazywamy to zjawisko Bright band, czyli jasne pasmo. Jest ono dobrze widoczne na obrazach CMAX, przedstawiających maksymalną odbiciowość w mierzonej całej kolumnie wiązki radarowej. W ten sposób zauważamy współczynnik odbicia w pobliżu podwyższenia danej warstwy troposfery. Fakt ten w sezonie letnim jest powodowany przez inną stałą dielektryczną lodu wynoszącą 0,197 i ciekłej wody 0,93. Oznacza to, że krople wody lepiej odbijają promieniowanie elektromagnetyczne, co ma związek ze współczynnikiem odbicia proporcjonalnym do wielkości cząstek. Jasne pasmo pojawia się więc na ogół w warstwie topniejących kryształków lodu, a w sezonie zimowym płatków śniegu przechodzących w deszcz.

Krótko mówiąc – poniżej izotermy 0 stałe hydrometeory (cząstki w atmosferze) topnieją pokrywając się cienką warstwą wody, a następnie odbijają się intensywniej, gdyż mają większą średnicę od kropel deszczu. Fakt ten widzimy w postaci zwiększenia odbicia echa radarowego w porównaniu do warstw powyżej i poniżej. W efekcie występuje błąd w oszacowaniu mierzonego całego natężenia opadów.

Jasne pasmo najlepiej widać na produktach radarowych przedstawiających przekroje stożkowe (PPI - dBZ) oraz na pionowych wykresach wysokości.

Pionowy przekrój wysokości z widocznym zjawiskiem jasnego pasma - bright band

Sam efekt wizualny okręgów prezentowany na mapach, wynika z kąta rozchodzenia się wiązki fal radiowych od dookólnej anteny radarowej. Im wyższe odchylenie, tym jaśniejszy pierścień wokół lokalizacji radaru.

Reasumując - zobrazowanie efektu jasnego pasma na mapie zbiorczej wprowadza w błąd, bo wynika z niedoskonałości techniki pomiarowej urządzenia radarowego. Widzimy okręgi ułożone symetrycznie z podwyższoną odbiciowością, a w rzeczywistości wokół radaru nie mają one miejsca w takiej formie jak na mapie, bowiem wskazana warstwa jest ciągła i pozioma.

Opracowanie DobraPogoda24.pl na podstawie IMGW, NOAA