Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12636-12:2021 về Quan trắc khí tượng thủy văn - Phần 12

• Số hiệu: TCVN12636-12:2021
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2021

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12636-12:2021

QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN - PHẦN 12: QUAN TRẮC RA ĐA THỜI TIẾT

Hydro-meteorological observations - Part 12: Weather radar observation

Lời nói đầu

TCVN 12636-12 : 2021 do Tổng cục Khí tượng Thủy văn biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12636, Quan trắc khí tượng thủy văn gồm các tiêu chuẩn:

- TCVN 12636-1 : 2019, Phần 1: Quan trắc khí tượng bề mặt

- TCVN T2636-2 : 2019, Phần 2: Quan trắc mực nước và nhiệt độ nước sông

...

...

...

- TCVN 12636-4 : 2020, Phần 4: Quan trắc bức xạ mặt trời

- TCVN 12636-5 : 2020, Phần 5: Quan trắc tổng lượng ô-dôn khí quyển và bức xạ cực tím

- TCVN 12636-6 : 2020, Phần 6: Quan trắc thám không vô tuyến

- TCVN 12636-7 : 2020, Phần 7: Quan trắc gió trên cao

- TCVN 12636-8 : 2020, Phần 8: Quan trắc lưu lượng nước sông vùng không ảnh hưởng thủy triều

- TCVN 12636-9 : 2020, Phần 9: Quan trắc lưu lượng nước sông vùng ảnh hưởng thủy triều

- TCVN 12636-10 : 2021, Phần 10: Quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông không ảnh hưởng thủy triều

- TCVN 12636-11 :2021, Phần 11: Quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông ảnh hưởng thủy triều

- TCVN 12636-12 : 2021, Phần 12: Quan trắc ra đa thời tiết

...

...

...

QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN - PHẦN 12: QUAN TRẮC RA ĐA THỜI TIẾT

Hydro-meteorological observations - Part 12: Weather radar observation

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật về quan trắc ra đa thời tiết.

2  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

2.1  Thuật ngữ, định nghĩa

2.1.1

Ra đa phân cực đơn (Single polarization radar)

...

...

...

2.1.2

Ra đa phân cực đôi (Dual-Polarization radar)

Ra đa phát năng lượng theo cả phương ngang và phương thẳng đứng.

2.1.3

Ra đa băng sóng S (S band radar)

Ra đa hoạt động ở dải bước sóng λ từ 7,5 cm đến 15 cm và tần số từ 2 GHz đến 4 GHz.

2.1.4

Ra đa băng sóng C (C band radar)

Ra đa hoạt động ở dải bước sóng λ từ 3,75 cm đến 7,5 cm và tần số từ 4 GHz đến 8 GHz.

...

...

...

Ra đa băng sóng X (X band radar)

Ra đa hoạt động ở dài bước sóng λ từ 2,5 cm đến 3,75 cm và tần số từ 8 GHz đến 12 GHz.

2.1.6

Gió Doppler (Doppler Wind)

Gió thành phần xuyên tâm được xác định thông qua độ lệch giữa tần số phát và thu hoặc sự biến đổi về độ lệch pha giữa các tín hiệu - hiệu ứng Doppler.

2.1.7

Phản hồi vô tuyến (Reflectivity)

Đại lượng phản ánh năng lượng phản hồi từ mục tiêu mà ra đa thu được.

2.1.8

...

...

...

Đại lượng đo độ biến động của tốc độ gió Doppler.

2.1.9

Độ lệch phản hồi 2 kênh phân cực (Differential Reflectivity)

Đại lượng đo hiệu số độ phản hồi vô tuyến giữa kênh phân cực ngang và kênh phân cực thẳng đứng.

2.1.10

Độ lệch pha 2 kênh phân cực (Differential Phase)

Đại lượng đo hiệu số pha tín hiệu phản hồi phân cực ngang và pha tín hiệu phản hồi phân cực thẳng đứng.

2.1.11

Độ lệch pha riêng (Specific Differential Phase)

...

...

...

2.1.12

Hệ số tương quan (Correlation Coefficient)

Đại lượng đo sự tương quan giữa thành phần phân cực ngang và thành phần phân cực thẳng đứng trong một mẫu thể tích xung.

2.1.13

Sản phẩm dẫn xuất (Secondary product)

Sản phẩm được tạo ra từ sản phẩm quét khối.

2.1.14

Sản phẩm quét tròn với góc nâng cố định (Plan Position Indicator Full)

PPI Full 6

...

...

...

2.1.15

Sản phẩm quét theo cung tròn với góc nâng cố định (Plan Position Indicator Sector)

PPI Sector

Sản phẩm ở một cung tròn, được thiết lập tại một góc nâng cố định.

2.1.16

Sản phẩm quét thẳng đứng ở một góc phương vị cố định (Range Height indicator)

RHI

Sản phẩm quét thẳng đứng tại một góc phương vị nhất định.

2.2  Ký hiệu và đơn vị đo

...

...

...

Yếu tố quan trắc

Ký hiệu

Đơn vị đo

Góc nâng

θ

độ

Góc hướng

Φ

độ

...

...

...

V

m/s

Phản hồi vô tuyến

Z

dBZ

Độ rộng phổ

W

m/s

Độ lệch pha riêng

...

...

...

độ/km

Độ lệch phản hồi 2 kênh phân cực

ZDR

dB

Hệ số tương quan

RhoHV

-

Độ lệch pha do môi trường truyền

PhiDP

...

...

...

3  Chế độ, trình tự quan trắc ra đa thời tiết

3.1  Chế độ quan trắc

Các trạm ra đa thời tiết quan trắc 24/24h.

3.2  Trình tự quan trắc

Trong quy trình quan trắc, đặt chế độ quan trắc cường độ phản hồi vô tuyến trước. Sau khi hoàn thành chế độ quan trắc cường độ phản hồi vô tuyến thì chuyển sang chế độ quan trắc gió Doppler.

3.3  Các bước thực hiện

Để thực hiện quan trắc ra đa thời tiết (bật máy sau khi lắp đặt hoặc kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng ...) cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Cấp điện cho hệ thống làm mát, hệ thống thu/phát và bộ phận ăng-ten;

Bước 2: Khởi động và đăng nhập vào máy tính quan trắc;

...

...

...

Bước 4: Chạy chương trình quan trắc theo lịch đã thiết lập.

4  Quan trắc các yếu tố

4.1  Quan trắc cường độ phản hồi vô tuyến

4.1.1  Yếu tố quan trắc

Yếu tố quan trắc trong chế độ quan trắc cường độ phản hồi vô tuyến thiết lập và lựa chọn theo bảng sau:

Bảng 2 - Yếu tố quan trắc trong chế độ quan trắc cường độ phản hồi vô tuyến

Yếu tố quan trắc (đơn vị đo)

Ra đa phân cực đơn

Ra đa phân cực đôi

...

...

...

Độ phân giải

Sai số

Khoảng đo

Độ phân giải

Sai số

Góc nâng (độ)

Từ -2,0 đến 90,0

0,1

0,1

...

...

...

0,1

0,1

Góc hướng (độ)

Từ 0,0 đến 360,0

0,1

0,1

Từ 0,0 đến 360,0

0,1

0,1

...

...

...

Từ -31,5 đến 95,5

1,0

1,0

Từ -31,5 đến 95,5

1,0

1,0

Vận tốc xuyên tâm (m/s)

-

-

...

...

...

Từ -64,0 đến 64,0

1,0

1,0

Độ rộng phổ (m/s)

-

-

-

Từ 0,0 đến 10,0

1,0

...

...

...

Độ lệch phản hồi 2 kênh phân cực (dB)

-

-

-

Từ -4,0 đến 6,0

0,2

0,2

Hệ số tương quan

-

...

...

...

-

Từ 0,0 đến 1,0

0,001

0,001

Độ lệch pha 2 kênh phân cực (độ)

-

-

-

Từ 0,0 đến 360,0

...

...

...

<0,5

Độ lệch pha riêng (độ/km)

-

-

-

Từ 2,0 đến 10,0

0,5

<0,5

4.1.2  Thiết lập quan trắc

...

...

...

Bảng 3 - Thiết lập quan trắc trong chế độ quan trắc cường độ phản hồi vô tuyến

Thông số ra đa

Giá trị

Ăng Ten

Góc nâng (độ)

Từ 0,0 đến 10,0

Góc hướng (độ)

Từ 0,0 đến 360,0

Bắt đầu 0,0

...

...

...

Tốc độ quay (vòng/phút)

Từ 1,0 đến 6,0

Tốc độ nâng (vòng/phút)

Từ 1,0 đến 2,0

Cấu hình trình quan trắc

Trình quan trắc

PPI Full hoặc PPI Sector hoặc RHI

Phân cực

Phân cực đơn

...

...

...

Phân cực đôi

H+V

Số liệu đầu ra

Phân cực đơn

Z, T, V, W

Phân cực đôi

Z, T, V, W, ZDR, Kdp, PhiDP, RhoHV

Số lượng mẫu

Từ 2 đến 256

...

...

...

Từ phạm vi gần nhất có thể

Độ rộng xung ở chế độ xung dài (μs)

Ra đa không sử dụng công nghệ nén xung

Từ 0,3 đến 5,0

Ra đa sử dụng công nghệ nén xung

Từ 20,0 đến 200,0

Tần số lặp xung (Hz)

Từ 200 đến 3000

Bán kính quan trắc (km)

...

...

...

Đối với ra đa băng sóng S ≤ 450

Đối với ra đa băng sóng C ≤ 480

Đối với ra đa băng sóng X ≤ 120

Sản phẩm

Sản phẩm quét khối

Các sản phẩm dẫn xuất

Quan trắc

Thời gian của một trình quan trắc (phút)

≤ 10

...

...

...

4.2.1  Yếu tố quan trắc

Yếu tố quan trắc trong chế độ quan trắc gió Doppler được thiết lập và lựa chọn theo bảng sau:

Bảng 4 - Yếu tố quan trắc trong chế độ quan trắc gió Doppler

Yếu tố quan trắc (Đơn vị đo)

Ra đa phân cực đơn

Ra da phân cực đôi

Khoảng đo

Độ phân giải

Sai số

...

...

...

Độ phân giải

Sai số

Góc nâng (độ)

Từ -2,0 đến 90,0

0,1

0,1

Từ -2,0 đến 90,0

0,1

0,1

...

...

...

Từ 0,0 đến 360,0

0,1

0,1

Từ 0,0 đến 360,0

0,1

0,1

Phản hồi vô tuyến (dBZ)

Từ -31,5 đến 95,5

1,0

...

...

...

Từ -31,5 đến 95,5

1,0

1,0

Vận tốc xuyên tâm (m/s)

Từ -64,0 đến 64,0

1,0

1,0

Từ -64,0 đến 64,0

1,0

...

...

...

Độ rộng phổ (m/s)

Từ 0,0 đến 10,0

1,0

1,0

Từ 0,0 đến 10,0

1,0

1,0

Độ lệch phản hồi 2 kênh phân cực (dB)

-

...

...

...

-

Từ -4,0 đến 6,0

0,2

0,2

Hệ số tương quan

-

-

-

Từ 0,0 đến 1,0

...

...

...

0,001

Độ lệch pha 2 kênh phân cực (độ)

-

-

-

Từ 0,0 đến 360,0

0,5

< 0,5

Độ lệch pha riêng (độ/km)

...

...

...

-

-

Từ 2,0 đến 10,0

0,5

< 0,5

4.2.2  Thiết lập quan trắc

Để thiết lập chế độ quan trắc gió Doppler, cần thiết lập các thông số cụ thể như sau:

Bảng 5 - Thiết lập quan trắc trong chế độ quan trắc gió Doppler

Thông số ra đa

...

...

...

Ăng Ten

Góc nâng (độ)

Từ 0,0 đến 30,0 (Có thể chọn góc cao trong khoảng từ -2 đến 90 để quét khối, số lượng góc tùy theo trình quét hoặc quét RHI)

Góc hướng (độ)

Từ 0,0 đến 360,0

Bắt đầu 0,0

Kết thúc 360,0

Tốc độ quay (vòng/phút)

Từ 1,0 đến 6,0

...

...

...

Từ 1,0 đến 2,0

Cấu hình trình quan trắc

Trình quan trắc

PPI Full hoặc PPI Sector hoặc RHI

Phân cực

Phân cực đơn

H

Phân cực đôi

H+V

...

...

...

Phân cực đơn

Z, T, V, W

Phân cực đôi

Z, T, V, W, ZDR, Kdp, PhiDP, RhoHV

Số lượng mẫu

Từ 2 đến 256

Phạm vi lấy mẫu (km)

Từ phạm vi gần nhất có thể

Độ rộng xung ở chế độ xung ngắn

...

...

...

Ra đa không sử dụng công nghệ nén xung

Từ 0,3 đến 5,0

Ra đa sử dụng công nghệ nén xung

Từ 20,0 đến 200,0

Tần số lặp xung (Hz)

Từ 200 đến 3000

Bán kính quan trắc (km)

Bán kính quan trắc ≤ 200:

Đối với ra đa băng sóng S ≤ 200

...

...

...

Đối với ra đa băng sóng X ≤ 80

Chế độ xung kép

Từ 3:2 đến 5:4

Sản phẩm

Sản phẩm quét khối

Các sản phẩm dẫn xuất chính

Quan trắc

Thời gian của một trình quan trắc (phút)

≤ 10

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] Bộ Tài nguyên và Môi trường, Thông tư số 43/2017/TT-BTNMT ngày 23 tháng 10 năm 2017: Quy định kỹ thuật kiểm tra trạm khí tượng trên cao và ra đa thời tiết, 2017.

[2] Bộ Tài nguyên và Môi trường, Thông tư số 48/2017/TT-BTNMT ngày 20 tháng 11 năm 2017: Ban hành Quy định kỹ thuật quốc gia về mã luật khí tượng trên cao và ra đa thời tiết, 2017.

[3] Bộ Tài nguyên và Môi trường, Thông tư số 44/2017/TT-BTNMT ngày 23/10/2017: Ban hành Quy định kỹ thuật về quan trắc ra đa thời tiết và ô dôn - bức xạ cực tím, 2017.

[4] Bộ Tài nguyên và Môi trường, Thông tư số 05/2016/TT-BTNMT ngày 23 tháng 5 năm 2016: Quy định nội dung quan trắc khí tượng thủy văn đối với trạm thuộc mạng lưới trạm khí tượng thủy văn quốc gia, 2017.

[5] JRC, Radar task controller/Data and protocol converter, 2017.

[6] WMO, Weather radar - Part 1: System performance and operation (Draft text of the common ISO/WMO standard), 2018.

[7] WMO, Chapter 9 - Part II: Observing systems, temperature and humidity - Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, WMO-No.8, 2018.

[8] WMO, Chapter 7-Radar measurements-CIMO Guide, WMO-No.8, 2018.

...

...

...

[10] WMO, Module D: Radar products and operational applications -Training course on weather radar systems, Turkey radar training 1.0/Alanya, 2005.

[11] Vaisala, Weather Radar WRM100/200 User Guide, 2018.

[12] Vaisala, User’s Guide IRIS radar, 2018.