Jednoznačnost a nejednoznačnost vztahů mezi radarovou odrazivostí, měrným útlumem deštěm a intenzitou srážek

Abstract

Diplomová práce se zabývá analýzou interakce elektromagnetického vlnění s dešťovými srážkami se zaměřením na vztahy mezi radarovým odrazivostním faktorem Z, intenzitou srážek R a měrným útlumem . Teoretická část shrnuje fyzikální principy radarových měření, režimy Rayleighova a Mieho rozptylu, vliv distribuční funkce velikostí kapek (DSD), komplexního indexu lomu vody a frekvence elektromagnetického signálu na výsledné radarové veličiny. Praktická část je založena na numerických simulacích v prostředí MATLAB s využitím Mieho teorie rozptylu a doporučení ITU-R. Pro výpočty byly aplikovány Marshall-Palmerovy a gamma distribuce velikostí kapek. Analýza ukázala, že vztah Z-R není univerzální a jeho spolehlivost je omezená, zatímco relace R- vykazuje při vhodné volbě frekvence (zejména v pásmu 20-35 GHz) vysokou stabilitu a predikční schopnost. Byly vyhodnoceny metody Frequency Scaling (S-FS a I-FS) mezi 9,5 a 35 GHz a posouzena jejich přesnost i praktická využitelnost. Výsledky práce přispívají ke zpřesnění odhadů plošných srážek v radarové meteorologii a k návrhu spolehlivějších radiokomunikačních systémů v mikrovlnných a milimetrových pásmech.