Μετεωρολογικά ραντάρ για πρόγνωση καταιγίδων & πλημμυρών
1993-1995
Καταιγίδες, πλημμύρες και υδρολογία ραντάρ
1991-1993
Χρηματοδότηση από την ΕΕ, Περιβάλλον & Κλίμα, Γενική Διεύθυνση XII
Περίληψη
Η έρευνα και στα δύο αυτά προγράμματα επικεντρώθηκε στην χρήση μετεωρολογικών radar σε υδρολογικές εφαρμογές και συγκεκριμένα στην μέτρηση και εκτίμηση της χωρικής κατανομής της βροχόπτωσης για έγκαιρη πρόγνωση καταιγίδων και πλημμυρών.
Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ένα ψηφιακό radar τύπου WSR-74 S band το οποίο εγκαταστάθηκε στο στρατιωτικό αεροδρόμιο της Λάρισας.
Για την επίτευξη των επιστημονικών στόχων του προγράμματος, έγινε έρευνα στους ακόλουθους τομείς:
- Ανάλυση και επεξεργασία των δεδομένων ανάκλασης από radar
- Ανάπτυξη μεθόδων κατάλληλων για βραχυπρόθεσμη πρόγνωση βροχοπτώσεων σε τοπική κλίμακα
- Ανάπτυξη μεθόδων για πρόγνωση πλημμύρας μέσω της χρήσης radar
Σαν περιοχή μελέτης επιλέχθηκε μία υπολεκάνη του Πηνειού που αποστραγγίζει μία έκταση 2763 χλμ2. Η καταγραφή των καταιγίδων που προκαλούν πλημμύρες απότομης απόκρισης γινόταν κάθε 10 - 30 λεπτά. Η επεξεργασία των καταγεγραμμένων δεδομένων γινόταν με τεχνικές βασισμένες στην εξάλειψη του ανάγλυφου, στην ανώμαλη μετάδοση, στην απώλεια λόγω πρόσπτωσης και στην σύγκριση με τα πραγματικά δεδομένα.
Ενα μοντέλο βροχής - απορροής βασισμένο στη θεωρία του μοναδιαίου υδρογραφήματος εφαρμόσθηκε δύο φορές. Τα αποτελέσματα για βραχυπρόθεσμη πρόγνωση (1 με 2 ώρες) καταιγίδας ήταν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά.
| Φορείς Υλοποίησης
|
| Συντονιστής |
Ιnstitute of Hydrology, Wallingford |
UK |
| Φορείς |
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο |
Greece |
| University of Lancaster |
UK |
| University of Salford |
UK |
| University of Manchester |
UK |
| Agricultural University Wageningen |
The Netherlands |
| Direccao-Geral dos Recursos Naturals |
Portugal |
| Provincia Autonoma di Bolzano |
Italy |
| Universtat Hannover |
Germany |
| Institute National Polytechnique de Grenoble |
France |
| Laboratoire Central des Ponts et Chaussee |
France |
Συμπεράσματα
H έρευνα στα δύο αυτά προγράμματα οδήγησε στα παρακάτω συμπεράσματα:
- Για να αξιολογηθεί η δυνατότητα πρόγνωσης πλημμύρας έγινε ανάλυση και επεξεργασία ενός αριθμού καταιγίδων συμπεριλαμβανομένων και αυτών που προκαλούν επεισόδια πλημμύρας. Όλα τα σχέδια βροχόπτωσης, των οποίων οι συντεταγμένες είχαν μετατραπεί από πολικές σε καρτεσιανές διάστασης 2Χ2 χλμ διορθώθηκαν για την απαλοιφή πηγών σφαλμάτων προερχομένων από το ανάγλυφο, την ανώμαλη πρόσπτωση και διάδοση και τις παρεμβολές άλλων σημάτων. Οι συντελεστές της σχέσης Ζ-R , που υπολογίστηκαν off line, προσέγγιζαν πολύ τους συντελεστές Marshall-Palmer.
- Για την βραχυπρόθεσμη πρόγνωση βροχοπτώσεων, (μέχρι 4 ώρες) με χρήση δεδομένων από radar εφαρμόσθηκαν δύο τροποποιημένες μέθοδοι, η γραμμική επιμήκυνση των κέντρων βαρών (linear extrapolation of centroids) και η μέθοδος των συσχετίσεων (cross correlation) . Αποδείχτηκε ότι η δεύτερη μέθοδος λειτουργεί καλύτερα ενώ και οι δύο δίνουν προγνωστικά αποτελέσματα μέσα σε αποδεκτά όρια.
- Στην περιοχή μελέτης εφαρμόσθηκε δύο φορές ένα ενιαίο μοντέλο βροχής-απορροής. Την πρώτη χρησιμοποιήθηκαν οι μέσες τιμές βροχόπτωσης όπως αυτές προκύπτουν από την εφαρμογή της μεθόδου Thiessen, και την δεύτερη οι μέσες τιμές προερχόμενες από την επεξεργασία των δεδομένων από radar. Αποδείχθηκε ότι ο συνδυασμός δεδομένων από radar με δεδομένα από βροχομετρικούς σταθμούς μπορεί να είναι αποτελεσματικός στην πρόγνωση των πλημμυρών. Τα υδρογραφήματα ( ιδιαίτερα η φάση ανόδου και η κορυφή) που υπολογίστηκαν με βάση τα δεδομένα από radar και διορθώθηκαν σύμφωνα με παρατηρούμενες τιμές από βροχομετρικούς σταθμούς, ήταν πιο ακριβή από τα αντίστοιχα προερχόμενα αποκλειστικά από δεδομένα σταθμών. Επιπλέον το μοντέλο δίνει ενθαρρυντικά αποτελέσματα, όταν με την μέθοδο των συσχετίσεων χρησιμοποιεί δεδομένα πρόγνωσης βραχυπρόθεσμης βροχόπτωσης από radar.
- Αναπτύχθηκε ένα μοντέλο πρόγνωσης πλημμυρών σε τετραγωνικό κάνναβο (grid square), κατάλληλο για χρησιμοποίηση δεδομένων βροχόπτωσης από radar για κάθε κελί. Αυτό το μοντέλο μπορεί να κάνει προσομοίωση υδρογραφημάτων με σχετικά καλή σύμπτωση ως προς τα παρατηρούμενα και πρόγνωση (μέχρι 4 ώρες) μέσα σε αποδεκτά όρια ακρίβειας. Το διάστημα των 4 ωρών είναι λίγο μικρότερο από το διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ βροχόπτωσης και αυξημένης απορροής στην έξοδο της λεκάνης μελέτης.
Εικόνες
 Το σύστημα λογισμικού - οργάνων που είναι συνδεδεμένα στο WSR-74 S-band ραντάρ καιρού και η κεραία του ραντάρ
 Το βαθμονομημένο και το αβαθμονόμητο πεδίο βροχόπτωσης του ραντάρ
 Δυο διαδοχικά πεδία ανακλαστικότητας ραντάρ
 Διάγραμμα ροής του συστήματος επεξεργασίας του ραντάρ
 Παρατηρημένα και υπολογισμένα πλημμυρογραφήματα βασισμένα σε βροχόμετρα και δεδομένα από το ραντάρ (18/11/92)
 Παρατηρημένα και υπολογισμένα πλημμυρογραφήματα βασισμένα σε βροχόμετρα και δεδομένα από το ραντάρ (25/12/93)
 Εξάωρη πρόγνωση πλημμύρας με χρήση δεδομένων από το ραντάρ (25/12/93)
 Εξάωρη πρόγνωση πλημμύρας με χρήση δεδομένων ραντάρ - βροχόμετρου (25/12/93)
 Εξάωρη πρόγνωση πλημμύρας με χρήση μιας ώρας πρόγνωσης για τη βροχόπτωση (25/12/93)
 Εξάωρη πρόγνωση πλημμύρας με χρήση δυο ωρών πρόγνωσης για τη βροχόπτωση (25/12/93)
|
