säätutka

Meteorologisiin tarkoituksiin käytetty tutka. Termi RADAR on lyhenne englanninkielisestä ilmaisusta RAdio Detecting And Ranging (radiotunnistus ja -etäisyysmittaus). Vaikka sitä alettiin aluksi ilmaista isoin kirjaimin kirjoitettuna lyhenteenä, se sulautui vähitellen kieleen tavallisena sanana (tutka/radar), samaan tapaan kuin nykyään tapahtuu sanan DANA (dana) kanssa. Tätä laitetta alettiin käyttää sotilaallisiin tarkoituksiin toisen maailmansodan aikana, sen jälkeen kun sitä oli kehitetty edeltävinä vuosina eri kansallisuuksia edustaneiden tiedemiesten ja insinöörien panoksen ansiosta. Sotilaslentokoneisiin alettiin asentaa tutkia, jotka vihollislentokoneiden sijainnin paikantamisen lisäksi havaitsivat myös ilmassa olevista meteoreista tulevia signaaleja. Sotilaallisen konfliktin päätyttyä osa Yhdysvaltain asevoimille työskennelleistä tiedemiehistä alkoi kehittää näiden tutkasignaalien mahdollisia siviilisovelluksia. Vasta 1970-luvulta alkaen alettiin perustaa ensimmäisiä eri sääpalvelujen ylläpitämiä tutkaverkkoja. Vuosien mittaan säätutkia nykyaikaistettiin, mikä mahdollisti ilmakehässä olevien sadetta tuottavien alkuaineiden kolmiulotteisen tarkastelun. Jotkin laitteet mahdollistavat myös pisaroiden ja rakeiden liikkumisnopeuden päättelyn suhteessa tutkan kiinteään sijaintiin (Doppler-tutka). Tutka on laite, joka pyörivän antennin avulla lähettää mikroaaltopulsseja kaikkiin suuntiin, minkä vuoksi se suorittaa sarjan pyyhkäisyjä eri korkeuksilla kattaen 360° ympärillään. Se toimii aallonpituusalueella 1–30 cm. Lähetetty signaali (edellä mainittujen mikroaaltojen kapea keila) lähetetään usean megawatin teholla peräkkäisinä pulsseina, jotka erottaa toisistaan muutaman mikrosekunnin väli. Kun nämä keilat kohtaavat pisaroita ja rakeita matkallaan ilmakehän läpi, ne siroavat kaikkiin suuntiin, ja osa niistä palaa takaisin tutkaan, jonka vastaanotin sen havaitsee. Kunkin pulssin lähetyksen ja vastaanoton välillä kulunut aika mahdollistaa kohteiden etäisyyden määrittämisen. Laitteen vastaanottamista kaikista paluusignaaleista saatu tieto käsitellään ja muunnetaan kuviksi, jotka mahdollistavat kaikuja tuottavien alueiden tilallisen jakauman visualisoinnin - tutkan sijainnin ympärillä. Tutka ei mittaa suoraan sateen voimakkuutta, vaikka nämä kuvat saattaisivat antaa toisenlaisen vaikutelman. Usein syntyy vääriä kaikuja, jotka ennustajien on osattava tunnistaa. Virhelähteet voivat olla hyvin moninaisia: laitteen kalibrointivirheistä esteiden esiintymiseen (siitä huolimatta, että tutkat sijoitetaan yleensä korkealle maastoon, jossa on esteetön horisontti), tai myös sateen yliarviointiin tietyissä kaiuissa. Tutkakuvissa käytetään väriasteikkoa. Yleensä sininen ja vihreä osoittavat heikoimpia kaikuja (pieniä pisaroita vastaavia) ja punainen sekä magenta voimakkaimpia paluusignaaleja (rakeita ja suuria pisaroita). Kukin väri edustaa heijastavuuden tasoa, jotka kaikki mitataan desibeleinä (dBZ).