بصمة حطام الإعصار

تُعرف بصمة الحطام الإعصاري ( TDS )، والتي يُشار إليها عادةً باسم كرة الحطام ، ^{[ 1 ]} بأنها منطقة ذات انعكاسية عالية على رادار الطقس ناتجة عن تطاير الحطام في الهواء، وعادةً ما ترتبط بالإعصار . ^{[ 1 ] [ 2 ]} كما يمكن الاستدلال على وجود بصمة الحطام الإعصاري من خلال منتجات الرادار ثنائي الاستقطاب ، والتي تُسمى بصمة الحطام الإعصاري الاستقطابية ( PTDS ). يستطيع الرادار الاستقطابي التمييز بين الهيدروميتورات الجوية وغير الجوية، ويستخدم خبراء الأرصاد الجوية تزامن موقع بصمة الحطام الإعصاري الاستقطابية مع الانعكاسية العالية لكرة الحطام كدليل على حدوث الإعصار. ^{[ 3 ]}

قد تنتج كرات الحطام عن مخلفات بشرية أو مخلفات الكتلة الحيوية ، ويزداد احتمال حدوثها إذا عبر إعصار بيئة غنية بالأهداف، كالغابات أو المناطق المأهولة بالسكان. ويُرجح رصد كرة الحطام عندما يكون الإعصار قريبًا من موقع الرادار، وكلما ابتعدت كرة الحطام عن الرادار، زاد احتمال أن يكون الإعصار أقوى. ونظرًا للرياح القوية اللازمة لتدمير المباني ورفع الحطام في الهواء، فإن كرات الحطام عادةً ما تنتج عن أعاصير من فئة EF3 أو أقوى على مقياس فوجيتا المُحسَّن . وقد لا تُسبب الأعاصير الأضعف كرات حطام نظرًا لطبيعتها قصيرة الأمد في الغالب، وبالتالي قد لا يرصد الرادار أي حطام فيها. ^{[ 4 ]} ومع ذلك، لا تُظهر جميع الأعاصير التي تستوفي متطلبات القوة هذه كرات حطام، وذلك اعتمادًا على قربها من مصادر الحطام وبعدها عن موقع الرادار. ^{[ 1 ]} ويمكن أن تؤكد كرة الحطام الظاهرة في صور الرادار وجود الأعاصير بنسبة 70-80% من الحالات. ^{[ 5 ]}

مخرجات نظام PTDS من إعصار في ولاية تينيسي

تظهر كرات الحطام في صور انعكاسية الرادار على شكل منطقة صغيرة مستديرة ذات قيم انعكاسية عالية. أشارت الأبحاث التي أُجريت على كرات الحطام التي رُصدت خلال العاصفة الاستوائية الشديدة عام 2011 إلى أن الانعكاسية الأفقية لهذه الكرات تراوحت بين 51 و72 ديسيبل خلال تلك العواصف. كما انخفضت قيم الانعكاسية مع ازدياد الارتفاع. ^{[ 1 ]} ونظرًا لاختلاف أحجام وأشكال وثوابت العزل الكهربائي لجزيئات الحطام، فإن كرات الحطام عادةً ما تُنتج معامل ارتباط ( ρhv ) أقل من 0.80. وتكون قيم الانعكاسية التفاضلية ( ZDR ) المرتبطة بكرات الحطام عادةً قريبة من 0 ديسيبل أو أقل منها، _{وذلك بسبب}  الطبيعة العشوائية والمتقلبة للحطام الناتج عن الأعاصير. وترتبط كرات الحطام دائمًا تقريبًا بزوج سرعات قوي، وبخوارزمية الكشف المقابلة، وهي بصمة دوامة الإعصار (TVS) أو خوارزمية كشف الإعصار (TDA). ^{[ 6 ]}

طوّر الباحثون خوارزمية تُسمى " بصمة حطام الأعاصير الاستقطابية " (PTDS)، وذلك بدمج بيانات الاستقطاب مع بيانات الانعكاسية والسرعة، مما يُظهر المناطق التي تزيد احتمالية رصدها عن 80%. وتُستخدم هذه الخوارزمية في مخرجات رادار الطقس التابع لهيئة الأرصاد الجوية الوطنية الأمريكية . ^{[ 7 ]}

• توقيع دوامة الإعصار
• الكشف عن العواصف الرعدية
• ميزوسيكلون
• تساقط الحطام

• تدريب على الرادار ثنائي الاستقطاب لشركاء خدمة الأرصاد الجوية الوطنية، بما في ذلك وحدة بصمة حطام الأعاصير، من قبل فرع التدريب على اتخاذ قرارات الإنذار التابع لخدمة الأرصاد الجوية الوطنية.
• فان دين بروك، ماثيو س.؛ إس. تي. جاورنيك (2014). "الخصائص المكانية والزمانية لبصمات الحطام الإعصاري الاستقطابية" . مجلة الأرصاد الجوية التطبيقية وعلم المناخ . 53 (10): 2217-2231 . Bibcode : 2014JApMC..53.2217V . doi : 10.1175/JAMC-D-14-0094.1 .
• بودين، ديفيد جيه؛ آر دي بالمر؛ جي تشانغ (2014). "تحليلات الرادار الاستقطابي ثنائي الطول الموجي لبصمات حطام الأعاصير" . مجلة الأرصاد الجوية التطبيقية وعلم المناخ . 53 (2): 242-261 . Bibcode : 2014JApMC..53..242B . doi : 10.1175/JAMC-D-13-0189.1 .