Silppua säätutkassa

Sadealueiden seurannassa säätutka on varsin tärkeä havaintolaite. Nykypäivän kaksoispolarisaatiotutkat eivät perinteisten tutkien tapaan mittaa ainoastaan mikroaaltopulssin heijastumisaikaa kohteesta, vaan sadepilvestä kohti maata tippuvista partikkeleista voidaan havaita lukuisia muitakin seikkoja, mm. sateen olomuoto.

Tutkan keilatessa taivaanrantaa, on keskeisenä mielenkiinnon kohteena tietenkin vesi. Vesi voi esiintyä luonnossa vesihöyrynä, eri kokoisina nestepisaroina ja jääkiteinä sekä näiden kaikkien sekoituksena.

Vesimolekyylin poolisen rakenteen johdosta molekyylit pääsevät kääntyilemään ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta suhteellisen helposti. Vesimolekyylien kääntely vaatii kuitenkin aina työtä, joka näkyy tutkalle signaalin vaimenemisena. Aivan kuten poliisi hyödyntää liikkuvan hurjastelijan nopeusmittauksessa doppler-ilmiötä, missä signaalin taajuus muuttuu kuljettajan raskaan kaasujalan funktiona, voidaan vastaavaa menetelmää hyödyntää myös säätutkien yhteydessä. Puolestaan sironnassa tutkan aallonpituutta huomattavasti pienempiin kappaleisiin indusoituu suurtaajuinen sähkövirta, joka saa pienen vesipisaran toimimaan eräänlaisena pikkuriikkisenä antennina, tuottaen ympäristöön palloaallon tavoin etenevän sähkömagneettisen aallon.

Mittaamalla eri etäisyyksiltä saapuvia tutkakaikujen kestoa, vaihe-eroa, taajuutta, sirontaa, eri aineiden polarisoitumismekanismeja ja lopuksi yhdistämällä tämä kaikki suureen määrään meteorologista tutkimustietoa sekä viime vaiheen visualisointia, saadaan lopuksi näkyviin illan tv-lähetyksessä esitetty säätutkakuva.

Monesti on ollut tilanteita, jolloin säätutkassa näkyy ei-niin-säähän liittyviä kaikuja. Linnut, hyönteisparvet ja rannikon aiheuttamat kaiut tuovat omat haasteensa, jolloin virheellisiä kaikuja joudutaan suodattamaan pois.

Joskus kaiuille löytyy hieman poikkeava syy. Viimeksi tänään saimme ilmoituksen Ilmavoimien koelentokeskuksen jo toteuttamasta tutkahäirinnästä nk. passiivisen silpun avulla. Tämän tarkempaa tietoa menetelmästä ei ole, mutta muualla maailmalla on käytössä tekniikoita, missä pölläytetään lentokoneesta pilvi voimakkaasti mikroaaltoja heijastavaa materiaalia. Tämä luo lentokoneen ja tutkan väliin eräänlaisen savuverhon ja estää näkyvyyden tutkassa.

Tällä kertaa säätutkassa oli valitettavan hiljaista, vaikka lentoja tarkkailtiin. Eivät ehkä näkyneet, ehkä lentoja siirrettiin?
Ei voi tietää.

Lähteet:

Kaksoispolarisaatiotutkan takaisinsironnan numeerinen mallintaminen, TKK DI-työ, Timo Piipponen

http://www.globalsecurity.org/military/systems/aircraft/systems/chaff.htm

http://fi.wikipedia.org/wiki/Tutkan_historia

Valokuva:
Virheellinen tutkakuva, Tiina Asula
(Valovkuva ei liity puolustusvoimien suorittamiin lentoihin, mutta muuten aito tilanne.)