Bir tavan ölçer nedir?

Bir tavan ölçer, bir bulut tabanın mevcut yüksekliğini belirtmek için en sık kullanılan bir araçtır. Optik bir tavan ölçer, bir bulutun dibine modüle edilmiş bir ışık demeti yansıtır. Ardından yüksekliği üçgenleme kullanılarak hesaplanabilir. Bir lazer tavan ölçer, bir lazer ışığının nabzının bulut tabanından geri yansıtılması için geçen süreyi ölçerek yüksekliği belirler. Atmosferdeki su buharı veya kirleticiler gibi aerosol konsantrasyonları, lazer ışığının geri saçılma etkilerinden de hesaplanabilir.

Bu cihaz havacılık ve meteorolojide yaygın olarak kullanılır. Gökyüzünün yarısından fazlasını kapsayan 20.000 feet'in (6.096 m) altındaki en düşük bulut katmanının yüksekliği bulut tavanıdır. Bu durum belli başlı havaalanlarındaki tavan ölçümleri ile sürekli izlenir ve sonuçların uçuş ekiplerine bildirildiği bildirilir. Gelişmiş tavan ölçüm cihazları üreticileri, meteorolojik araştırmalarda kullanıldığında ürünlerinin aynı anda 30.000 feet (9.144 m) 'ye kadar olan çoklu bulut katmanlarını ölçebileceklerini iddia ediyor.

Optik bir tavan ölçer bir projektör, bir dedektör ve verileri kaydetmek için bir araçtan oluşur. İki temel konfigürasyon vardır. Dönen verici bir tavanda, projektör gökyüzünü modüle edilmiş bir ışık huzmesiyle süpürür. Dedektör projektörden bilinen bir mesafede ve dikey olarak işaretlenmiş. Işık demeti doğrudan dedektörün üzerine bir bulut tabanına çarptığında, ışık aşağıya doğru yansır, algılanır ve o andaki yansıtma açısı kaydedilir.

Tarama alıcısı yapılandırmasında, projektör sabittir ve dedektör hareket eder. Projektör dikey olarak modüle edilmiş bir ışık ışını iletir. Önceden belirlenmiş bir mesafeye yerleştirilmiş bir parabolik dedektör, bir bulut tabanından yansıyan ışığı ararken ışını yukarı ve aşağı tarar. Algılandığında, bu ışık ışınının ve bulutun kesişme noktası için dikey açı verir. Her iki yapılandırma da bulut tabanının yüksekliğini hesaplamak için gereken verileri basit üçgenleme ile sağlar.

Bir lazer tavan ölçer, bir ışık algılama ve değişken (LIDAR) sisteminin özel bir uygulamasıdır. Bu nedenle, lazer teknolojisinin ilk uygulamalarından biriydi. Meteorolojide, atmosferik yapı ve kompozisyonu, aerosol konsantrasyonlarını ve bulut oluşumunu incelemek için bir lazer tavan ölçer kullanılır. Yağmuru, belirli gazların varlığını ve konsantrasyonlarını, ayrıca rüzgar hızını ve türbülansı tespit etmek için lazer ışığındaki backscatter profilleri analiz edilebilir. Mevcut ve değişen rüzgar koşullarını tespit edebilmek, bu teknolojinin yenilenebilir enerji alanında kullanılmasına yol açmıştır.