•    Výzkum »
•    Přístrojové vybavení »
•    Videodistrometr »

 Videodistrometr

Ústav fyziky atmosféry AV ČR zakoupil v červenci 2010 špičkový videodistrometr, který byl vyvinut v „Institut für Angewandte Systemtechnik“  v Joanneum Research Graz  (Rakousko) na podkladě kontraktu s ESA (Evropská kosmická agentura). ÚFA se tak stal třicátým třetím odběratelem tohoto přístroje a teprve třetím odběratelem nejnovější verze videodistrometru tzv. třetí generace „Compact version“ (po americké NASA a jednom asijském ústavu.).

Obrázek vpravo: Videodistrometr ÚFA na střeše ústavu (vlevo dole). 3D sonický anemometr doplňuje měření distrometrem daty o složkách vektoru rychlosti větru.

Co měří videodistrometr ?

Videodistrometr  měří  vlastnosti  dešťových kapek v reálném dešti. Základem měřením je zjišťování  ekvivalentního průměru dešťových kapek, tj. průměru takové hypotetické kulové kapky, která by měla stejný objem vody jako kapka skutečná.

Vyhodnocující jednotka a počítač dokáží ke každé kapce vyhotovit podrobný protokol velikosti půl stránky A4 obsahující informace:

• o času průletu kapky s přesností na tisícinu vteřiny
• o ekvivalentním průměru kapky
• o pádové rychlosti kapky
• o zploštělosti kapky (podíl vertikální a horizontální poloosy)
• o tvaru kapky

Součástí dodávky byl také sonický 3D anemometr s cílem především umožnit zkoumání závislosti mezi úhlem sklonu kapek a vertikálním gradientem rychlosti větru.

Princip měření videodistrometrem

Základem měření je optické snímání tvaru volně padající dešťové kapky v náryse a kolmém bokoryse:

Dešťové kapky volně padají do jímacího hranolu přístroje (10 x 10 cm) a jsou snímány v mnoha řádcích v horizontálním  řezu s pomocí dvou kolmých videokamer.

Využití dat z videodistrometru

Primárně se provádí vyhodnocení  velikosti a počtu dešťových  kapek v jednotce objemu (tzv. spektrum kapek) za volitelný    integrační  čas (standardně se používá jedna minuta), zajímáme se, kolik je v dešti kapek o té či oné velkosti.

 Ze spektra kapek se s pomocí jednoduchých vzorců vypočte intenzita srážek R, faktor radarové odrazivosti Z, útlum mikrovlnného nebo optického spoje způsobený deštěm A.

Hledají se souvislosti mezi těmito veličinami. Detekuje se typ srážky (mrholení, trvalý déšť, přeháňka, bouře). Studuje se vývoj spekter v čase. Lze odhadovat destruktivní účinky dešťů (ničení úrody, pojišťovnictví).

Dále lze videodistrometrem studovat vztah mezi pádovou rychlostí a průměrem kapky. Na obrázku je příklad - bodový graf proložený teoretickým Gunn-Kinzerovým vztahem.	Na dalším obrázku je vztah odvozený z měření videodistrometrem: zploštělost (poměr vertikálního a horizontálního rozměru kapky) ku průměru kapky)
Další obrázek ukazuje tvar padající kapky deště (nárys a bokorys).	A takto se zobrazí videodistrometrem zachycená kroupa: