رادار هواشناسی چیست

مقدمه

رادار هواشناسی چیست: نوعی از رادار است که برای مکان‌یابی بارش، محاسبه حرکت آن و تخمین نوع آن (باران، برف، تگرگ و غیره) به کار می‌رود. رادارهای  هواشناسی (weather surveillance radar  (WSR نیز نامیده می‌شوند. بیش‌تر رادارهای هواشناسی از نوع پالس دوپلر هستند که توانایی شناسایی حرکت قطره‌های باران و شدت بارش را دارند. هر دو نوع این اطلاعات می‌تواند برای تعیین ساختار طوفان و پتانسیل آن برای ایجاد هوای بد تحلیل شود.

 

 

تاریخچه رادار هواشناسی چیست

در خلال جنگ جهانی دوم کاربران رادار متوجه شدند که وضع هوا بازتابی را روی صفحه رادار ایجاد می‌کند و باعث می‌شود که روی اهداف احتمالی دشمن ماسکه شده و دیده نشوند. تکنیک‌هایی ابداع شد تا این پدیده را فیلتر کند، ولی دانشمندان آغاز به مطالعه این پدیده کردند.

زمان چندانی از پایان جنگ نگذشته بود که برخی از رادارهای اضافی برای شناسایی بارش به کار گرفته شدند. از آن زمان به بعد، رادارهای هواشناسی به صورت تخصصی آغاز به تغییر و تحول کردند و هم اکنون به وسیله خدمات هواشناسی ملی و اداره‌ی پژوهش در دانشگاه‌ها و اخبار هواشناسی تلویزیون به کار برده می‌شوند. تصاویر خام به طور مرتب دریافت می‌شوند و نرم‌افزارهای تخصصی این داده‌های رادار را برای پیش بینی کوتاه مدت وضعیت آینده هوا و شدت باران، برف، تگرگ و دیگر پدیده‌ها تحلیل می کنند.

نقش دیوید اطلس

دیوید اطلس که در اغاز برای نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا و سپس برای مؤسسه فناوری ماساچوست کار می‌کرد نخستین رادار هواشناسی عملیاتی را ساخت.

 

 

در دهه 1970 رادارها استاندارد شده و در شبکه‌ها سازماندهی شدند. نخستین دستگاه‌ها برای دریافت تصاویر راداری ساخته شد. تعداد زوایای اسکن شده افزایش پیدا کرد تا دیدی سه بعدی از بارش بدست دهد و تصویر از زاویه افقی و از زاویه عمودی نشان داده شود .

بین سال‌های 1980 و 2000 شبکه‌های رادار هواشناسی پدیده‌ای عادی و رایج در آمریکای شمالی، اروپا ژاپن و دیگرکشورهای توسعه یافته بودند. رادارهای سنتی جای خود را به رادارهای داپلر دادند. رادارهای داپلر علاوه بر موقعیت‌یابی و شدت بارش می‌توانست سرعت نسبی ذرات در هوا را نیز تعیین کند.

 

 

پس از سال 2000 پژوهش بر روی تکنولوژی دوقطبی به سمت و سوی کاربرد عملیاتی حرکت نمود که موجب افزایش میزان اطلاعات در دسترس درباره نوع بارش (باران و برف) گردید.

کاربرد رادار هواشناسی چیست

هواشناسی : بهبود پیش بینی کوتاه مدت، اعلام وضعیت بحرانی، منبع داده‌های هواشناسی و اخطار سیل و تگرگ و…و ثبت پدیده‌های هواشناسی

آب‌شناسی : پیش بینی سیل و میزان تجمع آب در حوضه های آبریز جهت مدیریت آب و تولید نیرو

کشاورزی : تعیین احتمال وقوع تگرگ مسیر طوفان زمان سم پاشی برداشت محصول و …

 حمل و نقل : اطلاعات مربوط به باران، برف، باد، سیل

ترافیک هوایی : تعیین وضعیت هوایی بعنوان یکی از عوامل مهم در ایمنی و راندمان پرواز

تحقیق : تحقیقات جو و یا اقلیم منطقه

پس از سال 2000 پژوهش بر روی تکنولوژی دوقطبی به سمت و سوی کاربرد عملیاتی حرکت نمود که موجب افزایش میزان اطلاعات در دسترس درباره نوع بارش (باران و برف) گردید.

نحوه کار رادار هواشناسی

نحو ه‌ی عملکرد این رادارها نیز مانند رادارهای معمولی بر اساس ارسال یک شکل موج خاص به طرف هدف می‌باشد. برای مثال مطابق شکل زیر با ارسال یک موج سینوسی با مدولاسیون – پالسی و تجزیه و تحلیل بازتاب آن عمل می‌کنند.

 

روش اسکن در رادار هواشناسی

رادار های هواشناسی به صورت حجمی فضای اطراف خود را اسکن می‌کنند. در این الگوریتم رادار زاویه های فراز پیوسته‌ای را مطابق شکل زیر اسکن می‌کند. در نهایت با ترکیب این تصاویر یک تصویر سه بعدی را از محیط اطراف یا به عبارتی داده‌های سه بعدی را از محیط ایجاد می‌کند.

 

 

بعد از هر اسکن زاویه آنتن برای اسکن بعدی تغییر می‌کند. این پروسه برای زاویه‌های زیادی تکرار می‌شود تا تمام حجم هوای اطراف رادار با ماکزیمم رنج اسکن شود. در یک رادار هواشناسی معمولی این پروسه در عرض 5-10 دقیقه در ارتفاع 15کیلومتری و فاصله ی 250 کیلومتری انجام می‌شود.

فرکانس کار در رادار هواشناسی چیست

رادارهای هواشناسی در فرکانسی بین GHz 2-20 کار می‌کنند. در واقع طول موج مناسب 1-10 سانتی‌متر است. که تقریبا 10 برابر اندازه قطرات باران و برف است. رایلی اسکترینگ در این فرکانس اتفاق می افتد.

طول مو‌ج های کوتاه‌تر برای ذرات ریزتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. ولی در این حالت سیگنال سریع تر تضعیف می شود .

بنابراین طول موج 10 سانتی متر (s-band) ترجیح داده می‌شود. ولی این نوع رادارها نسبت به رادارها با طول موج 5 سانتی‌متر  (c-band) گران‌تر هستند . رادارها با طول موج 3 سانتی متر(x-band) برای رنج‌های کوتاه استفاده می‌شوند.

رادارهای 1 سانتی‌متری (ka-band) نیز فقط برای تحقیقات بر روی ذرات ریز مثل نم نم باران و مه استفاده می‌شوند.

انواع خروجی از رادار هواشناسی

خروجی‌های هواشناسی شامل خروجی‌های اولیه و ثانویه هستند. که از داده‌های خام اولیه توسط نرم افزارهای تخصصی بدست می‌آیند.

از خروجی‌های رادار می‌توان به چند مورد اشاره نمود که عبارتند از: خروجی هواشناسی بدست آمده از شاخص‌های PPI ، RHI ، CAPPI و VAD … .

خروجی آب‌شناسی بدست آمده از شاخص‌های RDS ، AZS و پیش‌بینی و هشدار ( HHW ، WRN …)  و پدیده ها ( SWI ، MESO و …).

محصولات رادار متنوع اند و به دسته بندی زیر تقسیم می‌شوند.

• میزان آب قابل بارش
• شدت بارش در سطح زمین ،مقدار بارش در مدت زمان مشخص و …
• اخطار و پیش بینی پدیده های مخرب نظیر تگرگ ،سیل.
• ره‌گیری مسیر طوفان و باران
• محصولات چینش باد مانند چینش افقی باد چینش قائم باد و تعیین لایه تربولانس 
• تشخیص پدیده هائی مانند طوفان گرد و خاک،نواحی همگرایی و واگرایی ،جبهه گاستی، تعیین سیکلون‌های میان مقیاس و …
• با بکارگیری محصولات رادار بهبود قابل توجهی در پیش بینی‌های کوتاه مدت رخ خواهد داد. ضمن اینکه استفاده از این اطلاعات در هوانوردی و آب‌شناسی بسیار مهم می باشد.

شاخص های استاندارد رادار هواشناسی

با استفاده از هرکدام از این شاخص‌ها ما می‌توانیم اطلاعات خاصی را در مورد توده‌های جوی استخراج کنیم.

شاخص موقعیت نقشه

برای دستیابی به این محصول ، آنتن در ارتفاعی بطور عمودی ثابت می‌شود. در این حالت از سمت الراس 0 (آزیموت) بین ( 360 -صفر ) درجه امواج الکترو‌مغناطیسی ارسال می‌گردد. که در این حالت وضعیت تصویر محور مختصات واقعی مناطقی که در آن بارندگی اتفاق می‌افتد را مشخص می‌کند.

 

 

شاخص محدوده ارتفاع

در این وضعیت آنتن در سمت الراس (آزیموت) حرکت داده نمی‌شود. بلکه در جهت مورد نظر ثابت می‌گردد. در این حالت تصویر از حرکت عمودی آنتن ناشی می‌شود. بدین ترتیب برای شناسایی برش عمودی ابرها مورد استفاده قرار می‌گیرند. بطوری‌که می‌توان از آن خصوصیات فیزیکی ابر و میزان آب قابل ریزش را شناسایی نمود . پیش بینی‌های کوتاه مدت و دقیق از میزان بارندگی را فراهم آورد، که این اطلاعات می‌تواند برای صدور هشدار نسبت به وقوع سیلاب یا طوفان بکار رود.

حداکثر نمایش

محصول Maximum Display اطلاعات مربوط به نمایش حداکثر ارتفاع و چگالی درون ابر می‌باشد. تصویر مذکور از فاصله دو بلندی تحت پوشش آنتن رادار دریافت می‌گردد. حجم داده‌های قطبی (مغناطیسی) در برگیرنده جهت ( z) برای هر کدام از ستون‌ها و جهت ( y ) شمالی و جنوبی و جهت ( x ) برای هر یک از خطوط سطح افقی، بیش‌ترین مقدار را دارا می‌باشد. که در شناسایی و ردیابی توده‌های فعال و غیر فعال جوی و بر آورد نوع فعالیت آن‌ها در امر باروری ابرها، تبدیل تگرگ به باران و سایر روشهای تعدیل و تغییر اقلیم بکار می‌روند.

شاخص موقعیت نقشه در عرض ثابت

در منطقه تحت پوشش رادار امواج الکترومغناطیسی از یک زاویه و ارتفاع معین تا ارتفاع دیگری با زاویه مشخص از سمت الراس (آزیموت) و با در نظر گرفتن PPI صادر می‌شود که تصاویر حاصله نتیجه ارسال این امواج به هدف می‌باشد. بدین ترتیب برای کاربر از سطح زمین تا ارتفاع مورد نظر یک لایه‌ای مشخص می‌گردد ( لایه CAPPI ).

شاخص کاذب موقعیت نقشه در عرض ثابت

در تولید این محصول روش کار و طرز کار آنتن همانند CAPPI است. با این توضیح که این فرآورده داده‌های مربوط به ارتفاعات نزدیک به رادار و اطلاعات نقاط پست واقع در دورترین نقطه از رادار را در بر می‌گیرد. بدین سبب هر چه از مرکز رادار دور شویم در نتیجه قطع نور ارسالی الکترومغناطیسی توسط بلندی‌های منطقه اطلاعات لازم از زاویه پایین‌ترین بلندی فراهم می‌گردد.

برش عمودی

این فرآورده در داخل منطقه تحت پوشش رادار در بین دو نقطه مورد نظر از سطح زمین  تا ارتفاع معین نشانگر برش عمودی خطی می‌باشد. این محصول چون از PDF تشکیل شده، برای راهنمایی بیش‌تر در صفحه (Display manager) روی تصویر کلیک می‌کنیم در این حالت برای مثال (maximum CAPPI) ظاهر می‌شود.

سقف انعکاس (پژواك)

از طرف کار بر شناسایی فاصله بین دو بلندی در هر ستون عمودی منطقه تحت پوشش رادار ستون عمودی هدف را نشان می‌دهد. این فرآورده ضمن نشان دادن قویترین انعکاس (پژواک) بیانگر سطح بلندی‌ها نیز می‌باشد.

انعکاس پایه

این محصول برعکس ETOP است یعنی موقعیت ضعیف‌ترین Echo را نشان می‌دهد.

نشانگر سرعت سمت الراس (آزیموت)

VAD نشان‌دهنده سرعت انتشار در سطح افقی می‌باشد. بدین‌ترتیب بین سطح زمین و سطوح فوقانی برآیند باد عمودی محاسبه می‌گردد. با این محصول با بدست آوردن میدان باد و سرعت برداری آن مسافت معین سرعت پرتوی (رادیال) که سمت مخالف بلندی را نشان می‌دهد نیز مشخص می‌گردد.

 

 

درجه سرعت مرحله 1

از این حالت کاربر می‌تواند برای شناسایی یک مسافت ثابت و یا سرعت پرتوی یک بلندی استفاده نماید. بدین‌ترتیب میتوان سرعت پدیده های جوی را در سطوح فوقانی با دقتی بالاکشف و ردیابی کرد. این وضعیت این امکان را فراهم می‌کند که خلبان یک هواپیما پیش از ورود به منطقه ای که شرایط نامساعد جوی دارد آگاه شود تا تصمیمات لازم را اتخاذ نماید.

درجه سرعت مرحله 2

از این حالت کاربر برای شناسایی سمت و سرعت باد های افقی در یک ستون عمودی و در سطح افقی در نزدیکی مرکز رادار در بین دو فاصله (نقطه) از مرکز رادار استفاده می‌کند.

روش همگن کردن باد- 1

اگر بردارهای سطح افقی با سایر تصاویر همدیگر را قطع کنند به محصول حاصله UWT گفته می‌شود.

 روش همگن کردن باد- 2

این محصول مشابه 1 – UWT است و تصویر بدست آمده ناشی از بکار گیری داده های سرعت قطبی مورد استفاده ( CAPPI PPI ) در محاسبه برداربادهای افقی می‌باشد. مجموعه عمودی مایع (شاره)

این محصول تعیین‌کننده مجموعه مقدار بارندگی یک نقطه از منطقه تحت پوشش رادار بوده و میزان آب قابل ریزش از ابر را نشان می‌دهد. در این محصول کل داده‌ها لزوما باز تاب پذیر بوده که داده‌های بازتاب‌پذیر نشانگر آب قابل ریزش می‌باشد.

که از این حالت علاوه بر پیش بینی میزان بارندگی ، شدت و نوع آن را نیز می‌توان پیش‌بینی کرد و بدین ترتیب پدیده‌های خسارت زا از قبیل تگرگ، طوفان و باران شدید قابل پیش‌بینی خواهد بود.

بازتاب پذیری مجموعه عمودی

VIR برای کاربر شناسایی و پیش بینی میانگین بازتاب پذیری درون یک منطقه را فراهم می‌کند. در بدست آمدن این محصول تمامی داده‌های بازتاب پذیر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شدت بارندگی سطوح زمین

در صفحه رایانه هر کدام از پیکسل‌ها نشانگر شدت بارندگی می‌باشد.

مجموع بارندگی

(PAC) دومین مرحله از محصول رادار است. بدون شک مجموعه PAC و SRI نیز میزان بارش را در زمان‌های معین تعیین می‌کند.

مجموع بارنگی طولانی مدت

PAL سومین مرحله از محصول رادار می‌باشد. که بوسیله PAC بدست می‌آید و مقدار کل بارندگی را در فاصله زمانی مشخص برای کاربر تعیین می‌کند. این محصول در دو حالت (Offline-Online) تولید می‌شود. در صورت ایجاد محصول PAC بلافاصله PAL نیز بوجود می‌آید. در حالت Offline بوسیله (Image Processing Tool) فعال شدن دستور (manager) در ابزار درون رادار نمایان می‌شود.

تجمع رسوبات فرعی وارده به رودخانه

این محصول دومین مرحله از فرآورده می‌باشد که در منطقه تحت پوشش رادار اطلاعات لازم در مورد میزان بارش در حوضه را برای کاربر فراهم می‌سازد. در برگیرنده محصولات SRI می‌باشد. حتی برای هر منطقه در فاصله زمانی مشخص میانگین میزان بارش را تعیین می‌کند و نتیجه را در داخل ( Display Manager )بصورت نوشتاری نشان می دهد. بدیهی است که این فرآورده در مورد صدور اخطاریه سیلاب‌ها کاربرد دارد.

بافت نگار ( هیستو گرام ) شدت بارندگی

دومین مرحله محصول است و محصولات SRI را در برمی‌گیرد. شدت بارندگی را در یک پریود برای کاربرمشخص می‌کند. با انتخاب (Automatic Product Generation) در روی تصویر SRI می توان به هدف مورد نظر دست یافت.

جمع بارش نقطه ای

این فرآورده میزان بارندگی پنج ایستگاه باران‌سنج در منطقه تحت پوشش رادار را با مقدار بارندگی ثبت شده در دستگاه رادار مقایسه کرده و میزان بارش را بطور جداگانه توسط هیستوگرام ها نشان می‌دهد.

چینش پرتوی (رادیال)

این محصول مشتق سرعت باد را در جهت پرتوی (رادیال) بررسی می‌کند. این محصول اطلاعات مربوط به پوشش یک ارتفاع توسط رادار را فراهم می‌سازد.

چینش بلندی

این محصول سرعت مطلق باد را در جهت بلندی ارزیابی می‌کند. این فرآورده در ارتباط با هر نوع از بلندیها اطلاعات میدهد. مقدار خروجی آن بصورت واحد (m/s/km) بیان می‌شود.

 

 

چینش سمت الراسی

این محصول مشتق سرعت باد را در جهت سمت الراس (آزیموت) ارزیابی می‌کند. این فرآورده در مورد یک یا چند بلندی (ارتفاع) اطلاعات می‌دهد.

چینش پرتوی سمت الراسی (آزیموتی)

تغییرات سرعت باد با استفاده از مربع های کوچک در جهت آزیموت و پرتو محاسبه می‌شود از تجمع چینش هر دو مقدار می‌توان چینش پرتوی سمت الراس را محاسبه نمود. در این فرآورده می‌توان داده‌های یک بلندی را بدست آورد.

چینش پرتوی بلندی

نوسان سرعت پرتوی باد را در جهت بلندی موجود محاسبه می‌کند. نتیجه بدست آمده همیشه مثبت و در واحد (m/s/km) است. این فرآورده در مورد حداقل دو بلندی کلی اطلاعات می‌دهد.

چینش افقی

این محصول تمامی داده‌های مربوط به سرعت را در بر می‌گیرد. با تصحیح انحنای دکارتی مقدار چینش ظاهر می‌شود. با محاسبه سرعت باد در جهات شمال ،جنوب ، شرق و غرب به مقدار برش (چینش) افقی اضافه می‌شود. اصولا فرآورده چینش افقی از پوشش ارتفاعات بوجود می‌آید.

چینش سه بعدی

این محصول می تواند حداقل مجموع اطلاعات دو بلندی را در بر گیرد. نوسانات سرعت باد متقارن (قطبی)، سمت الراس و جهت بلندی برای هر سلول مغناطیسی محاسبه می‌شود. از مجموع این سه مقدار چینش 3D بدست میآید. در نهایت مقدار چینش همیشه مثبت بوده و در واحد (m/s/km) می باشد. این‌ها یعنی اندازه گیری کشف اغتشاشات و چینش باد از ویژگی‌ها مهم رادار می‌باشد.

چنیش عمودی

این محصول داده‌های زیادی را در بر می‌گیرد. مقدار سرعت برای دولایه دکارتی را محاسبه کرده و مقدار چینش و سرعت مطلق در بین لایه‌های دکارتی پایانی (انتهایی) را نشان می‌دهد. قابل ذکر است که این مقدار همواره مثبت بوده و واحد آن (m/s/km) می‌باشد.

لایه اغتشاش (تلاتم)

این محصول حاصل داده های طیفی گسترده توام با مجموع داده های قطبی می باشد. داده های شامل قطب مغناطیسی را به دکارتی تبدیل کرده و همراه مقادیرمربوط به طیف گسترده را در ابعاد Maximum Display نشان می‌دهد.

اخطاریه تگرگ

این محصول تمامی داده های بازتاب پذیری را در بر می‌گیرد. در لایه دکارتی هر کدام از هسته (سلول) تگرگ با معادل خودش مقایسه می‌شود. و حاصل در یک پیکسل بازتاب پذیر مقدار یا اندازه آن را بصورت تصویری نشان می‌دهد.

اخطاریه (هشدار)

یک محصول مرحله دوم است، نظر به اینکه صدور اخطاریه به شرایط جوی منطقه بستگی دارد، لذا داده‌های خام دارای قطب یک یا چند محصول مرحله اول را دریافت می‌کنند و در فهرست PDF بعضی قسمت‌ها با شرایط خاص تعریف و ضبط می‌شوند سپس این قسمت‌ها در تصویر نهایی بطور اختیاری نمایش داده می‌شود که در صورت لزوم نسبت به صدور اخطاریه اقدام می‌گردد.

ردیابی طوفان

این یک محصول مرحله دوم است و سایر محصولات را نیز می تواند در بر گیرد . در فهرست PDF در شرایط خاص سلول‌های مشابه را بررسی می‌کند. برای هر کدام از سلول‌ها مقدار دکارتی محاسبه و در لیست تصاویر نگهداری (save) می‌شود نوع و شکل حرکت سلول‌های طوفان زا را پیش‌بینی کرده و جهت و سرعت حرکت سلول‌ها را نسبت به موقعیت بعدی مقایسه میکند.

آشکار سازی جبهه تند باد

جبهه‌های تند باد، در طول محور کوتاه سرعت پرتو با تغییرات جزئی و خیلی مهم خود را نشان می‌دهند. در محاسبه عددی جبهه تند باد تمامی داده‌های سرعت قطبی و یا اطلاعات موجود در یک بلندی تهیه و در مناطقی که شرایط جبهه تند باد می‌تواند موجود باشد مورد بررسی و مطالعه قرار داده می‌شود.

 

 

سپس تمامی این مناطق بوسیله مربع‌های کوچک منظم شده و با منحنی سهمی مقایسه می‌شود. این سهمی بوسیله کاربر با سایر مناطق مورد مقایسه قرار می‌گیرد. محصول جبهه تند باد حاصله بر اساس یک هشدار طراحی شده آشکار سازی می‌شود.

رادار هواشناسی پالس داپلر

رادارهای نوع داپلر در زمان‌های معین و در منطقه وسیع میزان بارندگی و سمت و سرعت باد را اندازه‌گیری می‌کنند. در این نوع رادارها به کمک رایانه موقعیت هدف و بازتاب را با ترکیب رنگ‌ها در صفحه نمایشگر نمایان می‌سازند. اما در رادارهای کلاسیک صفحه نمایشگر شفاف می‌باشد. به این علت تثبیت طیف در خارج از محدوده برای برخی مناطق غیر ممکن خواهد بود.

در خروجی‌های این رادار درصفحه نمایشگر رنگ‌های متفاوتی بین آبی و قرمز نمایان می‌گردد. که این رنگ‌ها معرف نزدیک و یا دور بودن پدیده جوی می‌باشند. رنگ آبی بیانگر نزدیک شدن هدف (سیستم جوی) به رادار و رنگ قرمز بیانگر دورشدن هدف از رادار است.

دو نمونه از خروجی رادار پالس داپلر با استفاده از نرم افزار Rainbow را می‌توانیم در شکل 8 و شکل 9 مشاهده کنیم. که شاخص اولین شکل SRI و شاخص دومین شکل PPI است. همان‌طور که قبلا اشاره کردیم شاخص SRI شدت بارندگی را مشخص می‌کرد. بنابرین در شکل 8 نواحی قرمز شدت بارندگی بیش‌تر و و رنگ آبی شدت بارش کم‌تر بر حسب میلی‌متر بر ساعت را نشان می‌دهد. در شکل 9 که شاخص آن موقعیت نقشه است نقاط تیره تر بیان‌گر نزدیک شدن سیستم جوی به – رادار می‌باشند و بر عکس.

رادار هواشناسی دو قطبی چیست

رادارهای معمولی پالس را در جهت افقی ارسال و دریافت می‌کنند. ولی رادارهای پلارایز در دو جهت افقی و عمودی ارسال و دریافت می‌کنند. در واقع دوقطبی شدگی یعنی تابش امواج مایکروویو هم به صورت افقی و هم عمودی (نسبت به زمین). این‌ نحوه‌ی ارسال می‌تواند تصویر واضح‌تری از هدف به ما بدهد. همچنین با استفاده از این روش می‌توانیم نوع بارش باران برف و یا تگرگ را تشخیص دهیم.

از اطلاعات بیشتری که از این نوع رادارها می‌توان بدست آورد می‌توان به بازگشت پذیری دیفرانسیلی ZDR و فاز دیفرانسیلی DP و ضریب همبستگی CC اشاره کرد.

1. Differential Reflectivity (ZDR)
2. Correlation Coefficient (CC)
3. Differential Phase (DP)

بازگشت‌پذیری دیفرانسیلی مقدار قدرت بازگشتی در جهت عمودی و افقی را نشان می‌دهد. فاز دیفرانسیلی بیانگر اختلاف شیفت فاز بین قدرت بازگشتی افقی و عمودی است. و از روی ضریب همبستگی میتوانیم به نوع توزیع توده ی جوی پی ببریم. در شکل 11 می‌توانیم در ناحیه ی مشخص شده تفاوت اطلاعات استخراج شده از از رادار معمولی و رادار دوقطبی را مشاهده کنیم. شکل سمت چپ که نشانگر مشخصه ی ZDR است حاوی اطلاعات بیش‌تری نسبت به شکل سمت راست است.

بازگشت پذیری دیفرانسیلی (ZDR)

از روی مقدار این ضریب می توان جهت گیری یا شکل توده های جوی را استخراج کرد.
ZDR > 0 : نشان‌دهنده شکل‌گیری توده هوا به صورت افقی

  ZDR < 0 : نشان‌دهنده شکل‌گیری توده هوا به صورت عمودی

ZDR ~ 0 : نشان‌دهنده متوسط مشخصات توده هوا نزدیک به دایره

ضریب همبستگی CC

اندازه گیری این ضریب در قدرت اسکاتر شده‌ی بازگشتی افقی و عمودی امکان تشخیص نوع توزیع توده هوای بارانی را برای ما ممکن می‌سازد. که از روی مقدار این ضریب به صورت زیر می‌توان به توزیع آن پی برد.
0.96 to 1 تفاوت کم در نوع بارش و بارش نسبتا یکنواخت 

0.85 to 0.95 تفاوت زیاد در بارش و بارش ترکیبی

 Less than 0.85: احتمال بارش تگرگ یا عدم دیده شدن توده‌ی هوایی

در شکل17 که خروجی ضریب همبستگی را نشان می‌دهد. با توجه به مقدار این ضریب که در نوار سمت راست نشان داده شده است. در ناحیه وسط مشخص شده بارش ترکیبی پیش‌بینی می‌شود.

فاز دیفرانسیلی (Dp)

از روی اخلاف فاز برگشتی می توان حجم مایع موجود در بارش را مشخص کرد که مقادیر زیاد برای این پارامتر نشان دهنده بارش با حجم بیشتر مایع است.
در شکل 18 ناحیه ی مشخص شده ناحیه ی طوفانی را نشان می‌دهد. که باتوجه به مقدار فاز دیفرانسیلی که در نوار بالا مشخص شده است. بارش با حجم بیش‌تر مایع برای این ناحیه پیش‌بینی می‌شود.